Dopo l'8 settembre 1943 il poligono venne scelto dalla Repubblica Sociale come luogo di esecuzione delle sentenze capitali: la triste sequenza prevedeva l'arrivo dei condannati all'alba, ammanettati; venivano poi legati a una sedia posta all'estremità del campo di tiro, con le spalle volte al plotone di esecuzione.

Cinquantanove partigiani e resistenti vi trovarono la morte. Purtroppo significativa fu la cattura, il 31 marzo del 1944, dell'intero Comitato Militare Regionale Piemontese (CMRP) della Resistenza, composto dai rappresentanti dei partiti antifascisti e presieduto dal Generale Perotti. Tutti gli otto componenti (Balbis, Bevilacqua, Biglieri, Braccini, Giachino, Giambone, Montano e Perotti) furono fucilati all'alba del 5 Aprile 1944.

Il processo, istruito in gran fretta, vide l'interessamento diretto di Benito Mussolini.

Dal 1945, a seguito proprio di quelle vicissitudini, il poligono venne chiuso.
Il rappresentante della Democrazia Cristiana propose che fosse considerato luogo sacro e non più profanato dalle fucilazioni. Il rappresentante del Partito Comunista si associò alla proposta.

Nel 1950 fu riconosciuto d'interesse nazionale e posto sotto vincolo. Il 5 aprile di ogni anno, anniversario della fucilazione degli otto componenti del CMRP, è sede di una cerimonia commemorativa.

Dall'ultima lettera di Paolo Braccini, membro del CMRP e professore universitario, fucilato al Martinetto il 5 aprile del 1944:

Sarò fucilato all'alba per un ideale, 
per una fede che tu, 
mia figlia,
un giorno capirai appieno.

Non piangere mai per la mia mancanza,
come non ho mai pianto io:
il tuo Babbo non morrà mai...

Il Martinetto, il cui nome stesso rivela l'origine legata allo sfruttamento dell'energia idraulica, appare già in una carta del 1706, indicato come Moulin de Martinet. È presente anche l'omonima bealera (canale), che prendeva acqua dalla Dora. Nel 1742 sono censiti nell'area cinque mulini e una pesta da canapa. L'omonimo borgo sorgerà nella prima metà dell'800.

Nel 1883 la Regia Società di Tiro a Segno, ora Società del Tiro a Segno nazionale, ottenne nell'area la costruzione di un campo di tiro, affidatole uso perpetuo. Con la legge del 1934 sull'avocazione dei campi di tiro da parte dello Stato ebbero inizio le pratiche per l'alienazione dell'area, interrotte poi dalla guerra.

La sistemazione attuale, del 1967, mantiene solo il recinto delle esecuzioni, circondato da un giardino. All'interno un cippo, una lapide con i nomi dei caduti e una teca con i resti carbonizzati delle sedie usate per le fucilazioni.

Gran parte del complesso è stato abbattuto per fare posto agli attuali palazzi.