Cette église a été construite au IXème siècle sur l’emplacement d’une ancienne chapelle dédiée à Saint-Martin. Elle possédait à l’origine trois nefs de 80 mètres de long et une multitude de petites chapelles.
Sa situation « hors murs » lui vaudra de très nombreuses destructions au cours de l’histoire mais elle conservera sa toiture de lauzes (pierres utilisées pour les toitures) et son clocher du XIIème siècle. Aujourd’hui, l’intérieur renferme de nombreuses sculptures bourguignonnes du XVème siècle et un retable renaissance.
Cette église romane est le plus ancien monument de la commune de Poligny classé monument historique.