A la iglesia se le han atribuido rasgos mudéjares,[1][2] renacentistas y barrocos.
[2] La construcción del edificio original podría remontarse al siglo XIII, si bien ha sufrido diversas remodelaciones desde entonces.
[2] Aparece mencionada en el decimoquinto volumen del Diccionario geográfico-estadístico-histórico de España y sus posesiones de Ultramar de Pascual Madoz, en la entrada correspondiente a Valdilecha, de la siguiente manera: «una igl.
(San Martin) con curato de primer ascenso y de provision ordinaria».
[2] El lunes 11 de noviembre de 2024, con motivo de la festividad de San Martín de Tours, el obispo de la diócesis de Alcalá Antonio Prieto Lucena visitó Valdilecha y celebró la Eucaristía en esta iglesia.