"Es war ein wirklich guter Test für mich, und ich bin sehr glücklich über das Resultat. Es ist ein wirklich gutes Gefühl, wieder im Gelben Trikot zu sein", sagte Froome, der zuletzt mit einer leichten Infektion zu kämpfen hatte.
Martin haderte derweil mit einem Fahrfehler auf der Abfahrt in Richtung Ziel. "Es ist etwas anderes, wenn man ein Rennen mit 15 Sekunden verliert und sagen kann: Der Gegner war heute stärker. Aber dieses Mal habe ich mich selbst um den Sieg gebracht", schrieb Martin auf Facebook.
Der bislang im Gesamtklassement mit einer Sekunde Vorsprung auf Froome führende Slowene Simon Spilak (Katjuscha) büßte auf dem anspruchsvollen Kurs als Siebter 29 Sekunden ein und musste Froome vorbeiziehen lassen.
Die Tour de Romandie war der letzte wichtige Test vor dem am kommenden Freitag in Belfast beginnenden Giro d'Italie.
Froome wird bei der Italien-Rundfahrt allerdings nicht am Start sein, der gebürtige Kenianer konzentriert sich auf seine Titelverteidigung bei der Tour de France im Sommer.