Martin, der bereits 2011 und 2013 das Zeitfahren an der Algarve gewonnen hatte, feierte seinen ersten Sieg in dieser Saison.
"Die Strecke heute war ähnlich wie im letzten Jahr, aber länger und mit einem harten Finale", sagte Martin: "Hier an der Algarve kann ich jedes Jahr viel Selbstvertrauen sammeln. Durch den Sieg heute bin ich super motiviert."
Rang drei auf dem dritten Teilstück belegte der Brite Geraint Thomas (Sky/drei Sekunden zurück), der damit seine Führung in der Gesamtwertung ausbaute. Bester Deutscher im Klassement ist Martin, der sich durch seinen Sieg vom achten auf den zweiten Platz verbesserte.
Die vierte Etappe führt am Samstag über 218,3 km von Tavira nach Alto do Malhão.