Seine ersten internationalen Erfolge erzielte er 1998 und 1999, als er mit der österreichischen Mannschaft jeweils Junioren-Weltmeister wurde. Nach ersten Einsätzen im Skisprung-Weltcup konnte er in der Saison 2001/02 erstmals richtig aufzeigen und erreichte mit seinem ersten Podestplatz in Engelberg auch die Qualifikation für die Olympischen Winterspiele 2002 in Salt Lake City. Nach drei weniger erfolgreichen Jahren kämpfte er sich wieder ins österreichische Team zurück und wurde als Mitglied der Nationalmannschaft des ÖSV zusammen mit Thomas Morgenstern, Andreas Kofler und Andreas Widhölzl Mannschafts-Olympiasieger bei den Olympischen Winterspielen 2006 in Turin. Bis heute erreichte er im Weltcup schon mehrfach Podestplätze, einen Einzelsieg konnte er aber bislang nicht feiern. Bei der Skiflug-Weltmeisterschaft 2008 in Oberstdorf wurde Koch Vizeweltmeister im Einzel und Teamweltmeister mit der österreichischen Mannschaft.
Landesschiverband und Kleine Zeitung (Hrsg.): Vom Großglockner zum Klammer-Stich – 100 Jahre Schisport in Kärnten. S. 86–89, Martin Koch: Nur ich und die Schanze und ein großartiger Tag, Carinthia Verlag 2007, ISBN 978-3-85378-622-2.
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