Kościół św. Marcina stanął na miejscu poprzedniego, przedlokacyjnego, romańskiego kościoła, prawdopodobnie z XII wieku jako fundacja rycerska Gryfitów i Ostojów. W 1618 roku kościół został przekazany karmelitankom bosym sprowadzonym z Niderlandów przez Konstancję z Myszkowskich Bużeńską. Budowla romańska została zburzona i w latach 1637-1640 powstała nowa świątynia według projektu Jana Trevano. Kościół konsekrowano ponownie w 1644 roku za sakry biskupa krakowskiego Piotra Gembickiego. W roku 1787 karmelitanki przeprowadziły się do nowo ufundowanego przez kanclerza Jana Szembeka budynku na Wesołej (obecnie ul. Kopernika). Kościół został wystawiony na sprzedaż, przekazano go zborowi ewangelickiemu dopiero w roku 1816.
  Do kościoła prowadzi wczesnobarokowy portal z łacińską inskrypcją „Frustra vivit, qui nemini  prodest” (Na próżno żyje, kto nikomu nie przynosi pożytku). W ołtarzu głównym znajduje się obraz pędzla Henryka Siemiradzkiego z 1882 „Chrystus uciszający burzę na morzu”. Obraz do ołtarza głównego miał malować Jan Matejko. Obecność mistrza Matejki jest podyktowana ewangelickim wyznaniem matki, zresztą rodzice malarza brali ślub w kościele ewangelickim w Podgórzu. Jan Matejko, najwyraźniej nie chcąc wykonywać wizerunku do tegoż kościoła odmówił, tłumacząc że nie maluje obrazów o tematyce religijnej. Po tej odpowiedzi przyjaciel ówczesnego pastora Karola Michejdy, podarował świątyni obraz Siemiradzkiego.
  Nad ołtarzem umieszczono gotycki krucyfiks, pochodzący z lat 1370-80. W oknie wschodnim znajduje się witraż wykonany przez Adama Ciompę. Przy wejściu dostrzec można tablicę pamiątkową Mikołaja Reja ufundowaną przez rodziny Maurizio i Grosse w 1920 r. projektu Jana Raszki. Kamień opatrzony jest tekstem: 'Szermierzowi Ewangelii, polskiego słowa mistrzowi, kamień ten położyły rodziny Maurizio, Grosse'.
  Przed kościołem z inicjatywy członków i sympatyków Towarzystwa Modlitwy o Pokój Światowy umieszczono na pamiątkę Światowego Dnia Modlitwy o Pokój w 1993 roku słup pokoju
  Obecnie w kościele św. Marcina znajduje się siedziba krakowskiej parafii Ewangelicko-Augsburskiej oraz Ewangelicko-Reformowanej. Od 2007 w kościele odbywają się również msze mariawickie.