Cette église est l’une des plus anciennes paroisses de Metz. Construite sur l’ancien rempart romain au IXe siècle, elle est reconstruite au XIIIe siècle, au moment des derniers emplois du style roman et des premiers du style gothique. Cette église présente la particularité de ne pas avoir de façade et d’avoir le bras sud du transept raccourci par le percement de la rue Lasalle. En 1887, l'architecte allemand Conrad Wahn réalise un nouveau clocher de style néogothique.
Les vitraux de 1881 sont l'œuvre du Messin Laurent-Charles Maréchal, maître verrier et chef de file de l’École de Metz, dont on retrouve les travaux partout dans la ville. Mais l'église renferme également d'autres richesses. Le visiteur situé sous la croisée du transept ne manquera pas de lever les yeux afin d'apercevoir une somptueuse voûte en étoiles. L'édifice renferme également une sculpture gothique du XIVe siècle représentant la Nativité, lorsque la Vierge allaite l'Enfant Jésus. Dans ce côté de l'église, on peut enfin observer des écus polychromes aux armes des familles Baudoche et Le Gronnais (devenue de Gournay), grandes familles bourgeoises de Metz.

Enfin, l'église a conservé l'enclos de son cimetière, qui abrite aujourd'hui un jardin. Il permet d'avoir une belle vue sur l'extérieur de l'église Saint-Martin et de mieux en observer l'architecture.

Monument historique, Édifice religieux