W paszporcie biologicznym zawodniczki wykryto "anomalie", wskazujące na możliwość przyjmowania zabronionych substancji. W 2014 roku Hiszpańska Federacja Lekkoatletyczna (RFEA) oczyściła Dominguez ze wszystkich zarzutów, ale do instytucji w Lozannie odwołania złożyły Międzynarodowe Stowarzyszenie Federacji Lekkoatletycznych (IAAF) oraz Międzynarodowa Agencja Antydopingowa (WADA). W lipcu 2013 roku IAAF tymczasowo zawiesił Dominguez, a później zdyskwalifikował ją na cztery lata. "Wyjaśnienia złożone przez RFEA i Martę Dominguez nie były wystarczające dla sędziów w obliczu naukowych dowodów przedstawionych przez WADA i IAAF. Sędziowie unieważnili więc decyzję RFEA i uznali Dominguez za winną złamania przepisów antydopingowych" - napisano w oświadczeniu CAS. Wszystkie wyniki osiągnięte przez Hiszpankę od 5 sierpnia 2009 do 8 lipca 2013 roku zostaną anulowane. 17 sierpnia 2009 roku podczas MŚ w Berlinie Dominguez zdobyła złoto, wyprzedzając Rosjankę Julię Zaripową oraz Kenijkę Milcah Chemos. W 2010 roku Dominguez, która jest obecnie senatorem partii rządzącej, była zamieszana w aferę związaną z dystrybucją nielegalnych medykamentów i zagrożeniem bezpieczeństwu zdrowotnemu kraju, ale została oczyszczona ze wszystkich zarzutów.