В поздневизантийский период их фигуры в составе минейных циклов появляются в греко-грузинской рукописи конца XV в. – в белых диаконских одеждах, с орарями («Афонская книга образцов», Российская национальная библиотека). В минейных циклах храмовых росписей на Балканах сцена их мучения изображена как усекновение мечом – в церкви великомученика Георгия в Старо-Нагоричино (1317/1318 г.). Парное изображение святых есть в церкви Вознесения монастыря Дечаны (1348 г.). Композиции императорских минологиев средневизантийского времени в упрощённой форме повторяются в поздних рукописях для византийской аристократии, например, в Минологии деспота Димитрия Палеолога, где на первом плане лежат обезглавленное тело и глава. Основу композиции представляет заклание одного из святых. При этом взгляд святого обращён к молящемуся. В афонских стенописях фигуры Маркиана и Мартирия известны исследователям в монастыре Ватопед (1311/1312 г.), где располагаются в наосе кафоликона в среднем ярусе южной певницы в сонме мучеников и воинов; в том же ярусе северной певницы написаны святые Флор и Лавр; в том же монастыре в парекклисионе святых Врачей (конец XIV – начало XV вв.) медальоны с их изображениями расположены на арке, соединяющей северо-западный столп и западную стену. По мнению исследователей, константинопольское происхождение мучеников повлияло на их почитание в сонме столичных святых. Поэтому их единоличные образы и сцена мучения в XVI в. исследователи встречают в росписях нескольких монастырей, выполненных критскими мастерами: в старом соборе монастыря Ксенофонт (около 1544 г.), в наосе кафоликона монастыря Дионисиат, там же в парекклисионе Акафиста (оба – 1546/1547 г., мастер Дзордзис Фукас), в парекклисионе Николая Чудотворца в кафоликоне Великой Лавры (1559 г., мастер Франгос Кателанос), в наосе кафоликона монастыря Дохиар (1567/1568 г.), в ватопедском парекклисионе Панагии Парамифии (1677/1678 г.). Сцена казни святых входит в состав минейных циклов: в трапезных монастырей Великая Лавра (вторая четверть XVI в., мастер Феофан Стрелицас Вафас) и Дионисиат (1602/1603 г., мастер монах Даниил); в великих папертях (лити) кафоликонов монастырей: Кутлумуш (1539/1540 г., мастер монах Макарий), Дионисиат (1546/1547 г., мастер Дзордзис Фукас), Ксенофонт (1564 г., мастер монах Феофан), Дохиар (1567/1568 г., мастер Дзордзис Фукас). В русских подлинниках у святых могли отмечаться возрастные различия. В иконописных подлинниках сводной редакции XVIII в. сказано: Маркиан «аки Флор рус», в красном плаще, средней тунике тёмно-красного цвета (багор с белилом), нижняя – синяя; Мартирий «млад аки Димитрий Селунский», в сине-зелёных одеждах, с розовым нижним платьем; левой непокровенной рукой святой указывал на свою главу. У академика Виктора Доримедонтовича Фартусова в руководстве для иконописцев (1910 г.) есть уточнение, что Маркиан был чтецом, средних лет, с небольшой бородой, изображать его следовало в стихаре, в руках мог быть свиток с текстом. Мартирий был в том же возрасте, «иподиакон», облачён в стихарь с перекрещенным на груди орарем.