Martensitisk chrom-nikkelstål omfatter martensitisk udfældningshærdende rustfrit stål, semi-austenitisk præcipitationshærdende rustfrit stål og martensitisk rustfrit stål. Disse er højstyrke eller ultra højstyrke rustfrit stål. Denne type stål har et lavt kulstofindhold (mindre end 0,10%) og indeholder nikkel. Nogle kvaliteter indeholder også højere elementer såsom molybdæn og kobber. Derfor har stålet høj styrke, og kombinationen af styrke og sejhed, korrosionsbestandighed og svejsbarhed er martensitisk kromstål overlegen. Crl7Ni2 er det mest almindeligt anvendte martensitiske rustfrit stål med lavt nikkelindhold.
Martensitisk udfældningshærdende rustfrit stål indeholder normalt elementer som Al, Ti og Cu. Det er at øge stålets styrke ved udfældningshærdning på martensitmatrixen ved udfældningshærdning, såsom Crl7Ni4Cu4. Det semi-austenitiske (eller semi-martensitiske) præcipitationshærdede rustfri stål er stadig austenitisk på grund af den bratkølede tilstand. Derfor kan den slukkede tilstand stadig være kold-dannet og derefter forstærket af processer såsom mellembehandling og ældningsbehandling. På denne måde kan austenitten i det martensitiske udfældningshærdende rustfri stål direkte omdannes til martensit efter bratkøling, hvilket medfører den ulempe, at efterfølgende bearbejdning er vanskelig. De almindeligt anvendte stålkvaliteter er 0Crl7Ni7AI, 0Crl5Ni7M02A1 og lignende. Sådanne stål har høj styrke, generelt fra 1200 til 1400 MPa, og bruges ofte til at fremstille strukturelle dele, der kræver mindre høj korrosionsbestandighed, men kræver høj styrke, såsom flyvehud.
