Mit einer prächtig gestalteten, von 22 Kurienbischöfen in Avignon ausgestellten Ablassurkunde vom 16. September 1358 tritt die Martinikirche in die geschriebene Geschichte ein. Gegründet ausdrücklich als Pfarrkirche mit eigenem Friedhof vor 1358, kam die jüngste der mittelalterlichen Vorstadtkirchen bald schon an den Deutschen Orden und wurde St. Blasius inkorporiert. Mit Vertragsschluss von 1364 zwischen Gemeindevertretern und dem Orden konnten trotztdem für Martini besondere Rechte bewahrt werden. So musste etwa immer ein Geistlicher nahe der Kirche wohnen, der auch bei nachts verschlossenen Stadttoren das Sterbesakrament spenden konnte.

Der gotische Bau von St. Martini weist einen besonders imposant gestalteten Altarraum auf. In der von außen zugänglichen Turmkapelle haben sich Malereien von um 1364, teils überdeckt von jüngeren der Zeit um 1450, erhalten. Auf der westlichen Wandfläche ist eine große Darstellung des hl. Martin gut zu erkennen. Im Gewölbe sind Szenen aus dem Leben Jesu, eine Darstellung der Anna selbdritt im Norden und im Osten die Rückführung des Kreuzes nach Jerusalem durch den byzantinischen Kaiser Herakleios zu sehen. Zur ursprünglichen Ausstattung gehören eine Sakramentsnische in der Ostwand und eine Opfernische für Geldspenden.

Die im Kapellenraum aufgestellte Skulptur „Das Gelbe Lied“ von Timm Kregel erinnert seit 2014 an die ersten Gebete „Für unser Land“ im Herbst 1989 und sich in der Martinikirche die Opposition gegen das SED-Regime formierte.

Seit 2012 wird St. Martini als Jugendkirche genutzt. Dafür wurden umfangreiche Umbauten im Inneren vorgenommen, für die bis auf ein Kruzifix die verbliebene historische Ausstattung weichen musste.