A l’origine, l’église de la paroisse était située rue Voltaire sur l’emplacement de l’actuel parking des Tourelles. Elle a été démolie en 1960 après avoir été utilisée comme garage municipal.
La construction de l’église Saint-Martin débute en 1875 sous la direction des architectes Bossan (architecte de la basilique Fourvière) et Bourbon et s’achève en partie en 1878. L’édification du clocher date de 1894 et l’installation des cloches de 1937. Dès 1938, l’église Saint-Martin est mise en service dans la configuration que nous connaissons aujourd’hui.
Des travaux importants de rénovation ont été entrepris entre 2006 et 2011, selon un projet conçu par Olivier Naviglio, architecte en chef des Monuments historiques : restauration des façades, du clocher, de la couverture de la nef et du chevet et des bras du transept. À l’occasion de ces transformations, une nouvelle verrière a été réalisée par l’Atelier Thomas vitraux, à partir des études de l’artiste Nicola Ragno, évoquant l’enterrement de Saint-Martin.