Saint Martin de Vertou évangélisa le sud de la Loire au 6e siècle. Une première église a été construite à l'emplacement même où le moine aurait planté son bâton. Cette église dont le patron est Saint Pierre-ès-Liens a été agrandie et transformée durant les siècles.
Le 10 septembre 1793, le bourg de Port-Saint-Père est pris par les flammes. L'église a été détériorée par cet incendie. Elle est tout de même restaurée de 1812 à 1818 et agrandie en 1825 et 1834. Les paroissiens, devenus plus nombreux, prévoient la construction d'un nouvel édifice.
Une nouvelle église de style néo-gothique a été bâtie selon les plans de l'architecte Chenantais en 1865. L'ancienne, quant à elle, sera par la suite démolie en 1874. De nouveaux travaux ont lieu sur l'église de 1878 à 1880. Elle sera surmontée d'un clocher en 1889 et d'une flèche de 58 mètres grâce en partie aux legs de la veuve d'Aristide de Grandville en 1871.