Sein Repertoire reicht vom Barock bis ins 21. Jahrhundert und umfasst ca. 100 Partien aus Oper, Operette, Oratorium und Musical. Er war in Mozarts Opern als Don Giovanni, Papageno, Leporello, Guglielmo und Graf Almaviva zu hören, in Puccinis La Boheme (Marcello und Schaunard) und Madame Butterfly (Sharpless), Wagners Tannhäuser (Wolfram von Eschenbach), Parsifal (Amfortas), Tristan und Isolde (Kurwenal) und Die Meistersinger von Nürnberg (Beckmesser), Strauss’ Elektra (Orest) und Ariadne auf Naxos (Harlekin) und arbeitete mit RegisseurInnen wie Brigitte Fassbaender, Harry Kupfer, Sir David Pountney, Bob Wilson, Olivier Tambosi und La Fura dels Baus zusammen. 2009 sang Martin Achrainer die Titelpartie in der
Welturaufführung der Oper «Kepler» des oscarnominierten Komponisten Philip Glass. Weitere Widmungen und Auftragswerke erhielt er von den Komponisten Rudolf Kelterborn, Kurt Schwertsik, Alexander Balanescu, Ernst Ludwig Leitner und Ingo Ingensand.

Neben den Opernproduktionen widmet er sich einer umfangreichen internationalen
Konzerttätigkeit, die ihn an die Bregenzer Festspiele, Salzburger Festspiele, die
Internationalen Händel Festspiele Göttingen und in bedeutende Konzertsäle wie die Bunka Kaikan und die Suntory Hall Tokyo, die Festival Hall Osaka, die Neue Oper Wien und das KKL Luzern u.a. führte.

Martin Achrainer ist Preisträger des Robert-Schumann-Wettbewerbs, des Hugo-Wolf-Preises Wien, des „Gradus ad Parnassum“ und des Internationalen Hilde-Zadek-Gesangswettbewerbs.
Er sang unter namhaften Dirigenten wie Dennis Russell Davies, Kurt Masur, Marc Minkowski, Markus Poschner, James Gaffigan, Franz Welser-Möst, oder Ralf Weikert und folgte Einladungen der Lettischen Nationalphilharmonie, des Radiosinfonieorchesters Wien, des Luzerner Sinfonieorchesters, des Sinfonieorchesters Basel, des Theater an der Wien, der Brooklyn Academy of Music New York, des Harris Theater Chicago u.v.m.

Zahlreiche internationale CD- und DVD-Produktionen mit Werken von Philip Glass, Franz Schubert, Franz von Suppé, Hugo Wolf u.a. sowie Rundfunk- und Fernsehaufnahmen dokumentieren die Vielseitigkeit seiner musikalischen Arbeit.

Seit 2015 unterrichtet Martin Achrainer Gesang und Vokalpraxis am Institut für Musikpädagogik der Anton Bruckner Privatuniversität Linz.