Une première mention d’une église est attestée vers 1250 à Saint-Martin, dédiée à ce saint qui a donné son nom au village. Certainement trop vétuste et trop petite, elle est remplacée par un nouveau sanctuaire de style baroque en 1743-1745.
Dès 1934, l’édifice présente des signes de délabrement important qui inquiètent la population. Sur demande de l’évêque, l’architecte Lucien Praz procède à une expertise (Raemy-Berthod, 1997, p. 48-49). Son rapport est clair : d’une part des travaux de consolidation et de réparation seraient trop onéreux, d’autre part les dimensions de l’église sont insuffisantes. Il recommande donc une nouvelle construction (Praz, 1934).

La paroisse fait appel aux architectes Fernand Dumas et Denis Honegger pour l’élaboration des plans. Elle établit un programme à leur attention, précisant différents points autant d’ordre architectural et décoratif que spirituel. La capacité de l’église devant être de 650 places assises, elle précise que la tour et l’autel de l’ancienne église doivent être conservés (sur conseil de Praz, mais finalement seulement certaines parties seront maintenues). Elle souhaite aussi l’intégration d’un porche, d’un baptistère et d’une tribune, ainsi que des dépendances et une cure. Des vitraux sont également inclus à ce programme ("Programme pour l’orientation des architectes [...]", s.d.). En mai 1947, les plans sont approuvés par la Commission cantonale des constructions (Anthamatten, 1947). L’ancienne église est démolie en 1949 et le nouvel édifice consacré le 12 août 1951. Sur un plan semi-elliptique, "une impressionnante ossature d’arcs croisés en bois d’arolle scande l’espace intérieur en délimitant cinq travées de nef et l’espace du chœur. Cette structure est autoportante" (Raemy-Berthod, 1997, p. 51). La lumière est distribuée par des ouvertures situées seulement au sud et sur la façade occidentale.

Pour la décoration intérieure, les retables baroques du maître-autel et des autels latéraux sont réintégrés, ainsi que le tabernacle de l’ancienne église. Le crucifix du cimetière, datant du XIIIème siècle, trouve une nouvelle place au sein de l'édifice. Des sculptures monumentales en bois de tilleul, dues au sculpteur genevois François Baud, sont adossées aux piliers du côté nord, présentant différents saints. Comme à son habitude, l’architecte Dumas dessine une grande partie du mobilier : la chaire, les confessionnaux, les portes, les bancs, les lampes et la table de communion. Pour le baptistère, les fonds baptismaux sont l’oeuvre du Fribourgeois Antoine Claraz, comme le groupe sculpté sur le thème du baptême qui le domine (Raemy-Berthod, 1997, p. 54, 58, 59).
En 1950, Dumas avait proposé qu’Albert Chavaz s’occupe de l’échantillonnage des tons pour l’intérieur, autels compris, mais cette idée est restée sans suite (Dumas, 1950). En 1957, l’artiste valaisan est finalement appelé pour concevoir un petit vitrail pour la fenêtre du baptistère.

En 2021, l’artiste valaisanne Isabelle Tabin-Darbellay réalise, en collaboration avec le verrier fribourgeois Michel Eltschinger, des vitraux pour le chœur, la nef et la façade d’entrée de l’église en remplacement des verrières en grisaille posées en 1957 par l’atelier fribourgeois Herbert Fleckner (Fleckner, 1955, 24 juin).
Denis

Anthamatten, K. (1947, 5 mai). Lettre à la Paroisse de Saint-Martin. Archives de la paroisse Saint-Martin, Suisse.

Dumas, F. (1950, 18 septembre). Lettre à D. Bex. Archives de la paroisse Saint-Martin, Suisse.

Praz, L. (1934, 9 mai). Rapport d’expertise. Archives de la paroisse Saint-Martin, Suisse.

Programme pour l’orientation des architectes dans la construction de l’église de St.Martin. (s.d.). Archives de la paroisse Saint-Martin, Suisse.

Raemy-Berthod, C. (1997). Les sanctuaires de Nax, Vernamiège, Mase et Saint-Martin (Val d'Hérens), canton du Valais. Berne : Société d'histoire de l'art en Suisse.