Les historiens s'accordent à penser que la construction de l'église a débuté vers 1215, c'est-à-dire peu de temps après la charte d'affranchissement accordée en 1213 à la ville de Clamecy par le comte Hervé de Nevers. Elle est consacrée à saint Martin en 1448.
La construction de la tour débute en 1497, comme en atteste une inscription gravée sur un pilier de l'église. L'église est achevée au début du XVIe siècle. La façade est l'œuvre de Pierre Cuvé, maître-tailleur de pierre, dit Bât-le-Duc, lequel aurait péri écrasé sous un bloc de pierre. L'église « peut être considérée comme le plus bel exemple du style bourguignon ».
À la fin des années 1830, l'architecte Jean-Jacques-Marie Huvé (1783-1852) réalise des travaux de consolidation des piliers et crée un faux jubé. L'église contient un orgue Cavaillé-Coll de 1864, classé monument historique, restauré en 2011 par la manufacture d'orgues Giroud Successeurs.
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[4] Constantantin victorieux du tyran Maxence
[5] Baptême de Constantin (fils d'Hélène)
[6] Découverte de la croix par Sainte Hélène
[7] La croix fait ressuciter un mort
[8] l'empereur perse Chosroès II fait placer la croix à la droite de son trône
[9] Héraclius, empereur de Constantinople, vainqueur des perses
[10] Héraclius reprend la croix et la rapporte solennelement à Lutèce
[1] Dieu père et fils
[2] Lapidation de Saint Etienne
[3] Etienne prêche dans la synagogue
[4] les paroles d'Etienne l’amene devant le Sanhédrin (tribunal religieux présidé par le Grand Prêtre)
[1] Comment Martin avant d'être baptisé rencontra un pauvre transis de froid et lui donna la moitié de son manteau.
[2] comment pendant son sommeil Jésus-Christ disant : Martin encore catéchumène m'a revêtu de son manteau.
[3] comment les païens voulaient faire mourir saint Martin mais par le signe de la coix il abatit l'arbre de l'autre côté.
[4] comment saint Martin évêque chassait les démons de partout et détruisait les idoles des faux dieux.
[5] comment saint Martin fit rencontre d'un pauvre lépreux et lui donna le baiser de paix et le guérit de son mal.
[6] comment un globe de feu apparut par miracle au dessus de la tête de saint Martin tandis qu'il célébrait la sainte messe.
[7] Mort de Saint Martin.