Warrington derrotó a Martínez por decisión mayoritaria en mayo de 2017 en su camino para convertirse en campeón del mundo y se enfrentará de nuevo a él en el mismo recinto First Direct Arena de su ciudad natal.
Martínez, de 35 años, ganó el título en una gran sorpresa en noviembre al noquear al británico Kid Galahad en el sexto asalto tras haber sido superado durante la mayor parte de su pelea en Sheffield.
Warrington escribió en Twitter: "Vamos de nuevo con Kiko... curioso juego este del boxeo"
Warrington se convirtió en campeón mundial de la FIB con una victoria por decisión dividida sobre Lee Selby en Elland Road en enero de 2018 y defendió con éxito su título en tres ocasiones.
El púgil de 31 años dejó vacante su cinturón en enero del año pasado después de que la IBF se negara a sancionar una pelea de unificación con el campeón chino de la WBA, Xu Can.
Warrington sufrió la primera derrota de su carrera al mes siguiente, en un combate sin título contra el desconocido Mauricio Lara, tras más de un año de inactividad.
La última aparición del boxeador de Leeds fue en una revancha contra Lara en el estadio de Headingley en septiembre, que terminó en un empate técnico después de que el mexicano recibiera un corte por encima del ojo izquierdo en un choque accidental de cabezas.
Un golpe lo cambia todo
Y dado que no se ha materializado un tercer combate con Lara, Warrington irá en su lugar a por su segundo título mundial, sólo dos semanas después de que su promotor, Eddie Hearn, organice otro combate de peso pluma en el Reino Unido.
"Nunca olvido una noche emocionante", dijo Hearn después de ver la asombrosa victoria de Martínez sobre Galahad el año pasado. "Dos grandes sorpresas y no puedo creer lo que he visto. Ese es el deporte del boxeo, nunca estás fuera de la pelea. Un golpe lo cambia todo".
"Fue una exhibición dominante de Kid Galahad, y un golpe de Kiko Martínez cambió la historia. Cambió la historia del boxeo británico, del boxeo español... va a pasar mucho tiempo hasta que nos creamos lo que vimos esa noche en el cuadrilátero".
A pesar de que Martínez tiene el cinturón y todo el impulso, Warrington está actualmente por delante de él en la clasificación de pesos pluma de la revista The Ring.