Gdy wybuchła druga wojna o niepodległość Kuby 25 lutego 1895 roku, Martí podróżował z generałem Máximo Gómez y Báez (1836-1905) i innymi, aby walczyć na Kubie, gdzie wylądowali 11 kwietnia. Niektórzy zwolennicy uważali, że Martí będzie lepiej służył rewolucji jako organizator w Stanach Zjednoczonych. Krytycy zastanawiali się, czy chudy mężczyzna jest zdolny do walki. W liście napisanym w przeddzień wyjazdu na Kubę, według Philipa S. Fonera w The Spanish-Cuban-American War and the Birth of American Imperialism, Martí powiedział: „Wywołałem wojnę; moja odpowiedzialność zaczyna się raczej niż kończy na niej…. Ale moim jedynym pragnieniem byłoby stanąć obok ostatniego drzewa, ostatniego bojownika i umrzeć w ciszy. Dla mnie ta godzina nadeszła.”
Godzina nadeszła szybciej, niż Martí prawdopodobnie się spodziewał. Walcząc na białym koniu w Don Rios, w swojej pierwszej bitwie, 19 maja 1895 roku, Martí został zastrzelony i zabity, stając się męczennikiem, który zainspirował rebeliantów. Hymn napisany na cześć rewolucji w listopadzie 1895 roku przez Enrique Loynaza del Castillo zaczyna się słowami: „Uwielbiana pamięć Martiego/Przedstawia honor naszemu życiu.”
Natchnienie Martiego żyje w jego esejach i wierszach o wolności. Należą do nich Versos libres, zbiór poezji napisany między 1878 a 1882 rokiem, oraz Our America: Writings on Latin America and the Cuban Struggle for Independence, angielskie tłumaczenie pism Martiego opublikowane w 1978 roku.