Documentata dal 1222, la Chiesa di San Martino fu costruita "dalle fondamenta" su una presunta chiesa primitiva nel 1539, per volere del parroco, l'insigne latinista don Francesco Campana, che nel 1531 divenne segretario della Repubblica Fiorentina. Fu incaricato l'architetto Giuliano di Baccio d'Agnolo, che provvide anche alla realizzazione della loggia della canonica, decorata a stucchi con scene e figure mitologiche.

All'altare della Madonna del Rosario, una tela di Matteo Rosselli, rappresentante la Vergine e i Santi. All'altar maggiore, San Martino di Agostino Veracini. Di fronte, il Crocifisso con i santi Filippo, Antonio, Carlo e Sebastiano, opera eseguita nel 1631 da Jacopo Vignali. Nella canonica, stucchi antichi con soggetti biblici, restaurati nel 1881 da Michele Piovani; alle pareti, terrecotte robbiane provenienti dal tabernacolo di Sant'Antonino nella via Vittorio Emanuele.

Nel 1782 Carlo Filippo Ughi apportò miglioramenti: fece il soffitto nuovo, il campanile, l'altar maggiore. Nell'interno della Chiesa fu sepolto l'incisore in rame napoletano Raffaello Morghen, nato a Portici nel 1758 e morto a Firenze nel 1833 e l'astronomo Cosimo Vignali. Il monumento del Morghen è nella navata sinistra della Basilica di Santa Croce, eseguito da Odoardo Fantacchiotti nel 1854 a spese degli allievi del Morghen.