Después de la beatificación, continuó la expansión de la devoción a Martín de Porres. La Santa Sede recibió nuevos casos y ordenó investigaciones en distintas jurisdicciones eclesiásticas. Para la canonización, la Congregación de Ritos examinó dos curaciones producidas en el siglo XX.
Curación de Dorotea Caballero
Dorotea Caballero, de ochenta y siete años, sufrió el 7 de septiembre de 1948 un dolor abdominal intensísimo acompañado de vómitos alimentarios, biliosos y fecales. Los médicos diagnosticaron una obstrucción intestinal y consideraron necesaria una intervención quirúrgica como último recurso.
La familia rechazó la operación debido a la avanzada edad y al delicado estado de la enferma. Tras recurrir a la intercesión de Martín de Porres, Caballero experimentó el 15 de septiembre una recuperación repentina y completa. Los médicos que estudiaron el caso consideraron que la curación excedía las fuerzas de la naturaleza y de la medicina disponible.
La declaración pontificia de 1962 describió la curación como una recuperación instantánea y perfecta de una obstrucción intestinal de pronóstico mortal.
Curación de Antonio Cabrera Pérez
Antonio Cabrera Pérez, niño de Garachico, en Tenerife, sufrió el 25 de agosto de 1956 un accidente mientras intentaba subir por el muro de una casa. Una piedra de gran peso cayó sobre su pie izquierdo y lo aplastó.
Las radiografías mostraron una fractura del maléolo externo y otras lesiones óseas. Además, había desaparecido la pulsación arterial. El cuadro evolucionó hacia una isquemia grave, gangrena húmeda y un estado tóxico-infeccioso. Los médicos llegaron a considerar la amputación del pie.
La familia recurrió a la intercesión de Martín de Porres y aplicó reliquias del beato sobre la extremidad lesionada. Al día siguiente, el pie recuperó la vitalidad y la circulación sanguínea. La Congregación de Ritos consideró que la curación había sido instantánea y completa, y que no podía explicarse por el curso natural de las lesiones.