Op de brink van Groningen, tegenwoordig de Grote Markt, stond al eeuwen een houten kerk gestaan voordat deze rond het jaar 1000 werd vervangen door een groter enkelbeukig tufstenen gebouw. Omstreeks 1220 was ook deze kerk te krap geworden voor de groeiende stadsbevolking. Volgens de toen geldende stijl werd een romano-gotische kruiskerk gebouwd, gewijd aan Sint Maarten. Deze Martinikerk was een driebeukige kruiskerk met een hoog middenschip en lagere zijbeuken. Ronde absides sloten het koor en de zijbeuken af.

In de 15de eeuw, die voor de stad economisch een gouden eeuw was, groeide deze kruiskerk geleidelijk uit tot de huidige Martinikerk. Door deze geleidelijke groei zijn nog veel elementen terug te vinden uit de eerdere bouwfase. Voorbeelden zijn de ronde vensters en de spaarvelden met siermetselwerk (te zien aan de buitenkant van de kerk) in de noord- en zuidgevel van het schip. Dit maakt het gebouw tot een mix van laat-gotische en romano-gotische delen. In de middeleeuwen was de kerk voorzien van altaren en relikwieën. De grootste ‘attractie’ was de arm van Johannes de Doper waarvoor men van heinde en verre naar Groningen kwam. Op het moment dat de stad in 1594 met het katholicisme brak, verdwenen alle beelden, kruisen en altaren uit de kerk. Ook voor ‘de arm’ was in de protestantse kerk geen plaats meer.

De Martinikerk heeft in de loop der eeuwen een aantal ingrijpende verbouwingen en restauraties ondergaan. Zo kreeg het gebouw in 1688 een rechte kroonlijst met doorlopend dak, nadat door een zware storm de vijf topgevels ernstig beschadigd waren. Deze verbouwing werd weer ongedaan gemaakt bij de laatste restauratie, die onder leiding van ing. P.L. de Vrieze plaatsvond tussen 1962 en 1975. Tevens werd toen de oude raamindeling weer aangebracht en werd het 17de eeuwse ‘zuidportaal’ met het ‘boter- en broodhuisje’ in vereenvoudigde vorm herbouwd. Armen en zwervers konden hier in de ‘goeie oude tijd’ een besmeerde boterham krijgen. In het koor en het schip van de kerk werden de na 1594 onder de witkalk verdwenen muurschilderingen in ere hersteld. Ter afsluiting van de restauratie werd het grote orgel teruggebracht in de vorm die Arp Schnitger er in 1692 aan had gegeven.