Martim Chelmik a renouvelé son contrat avec le FC Porto jusqu'en 2031, devenant ainsi le quatrième champion d'Europe et du monde des moins de 17 ans à prolonger son lien avec le club, après Bernardo Lima, Duarte Cunha et Yoan Pereira. Le nouveau contrat du défenseur de 18 ans comprend une clause libératoire de 50 millions d'euros.
À Olival depuis 2018, lorsqu'il a rejoint les moins de 11 ans, Chelmik a gravi les différents échelons de l'équipe de Porto et a signé son premier contrat professionnel en 2024. La saison dernière, il a aidé les moins de 19 ans à remporter le titre national, qui échappait au club depuis 2018/19, dans une campagne au cours de laquelle l'équipe a terminé avec la meilleure défense de la compétition. Au total, il a disputé 21 matchs, marqué un but et réalisé une passe décisive.
La saison 2025/26 a également été marquée par les débuts du football professionnel. Le 11 janvier, João Brandão l'a lancé à la 84ème minute du derby avec le Sporting B, un match de la 16ème journée de la Deuxième Ligue qui s'est soldé par une victoire de l'équipe B du FC Porto.