Lorsque le catholicisme était proscrit après la Réforme protestante, une église clandestine était installée dans une grange entre 1600 et 1715 à l’Abstederdijk sous le nom de Statie onder het Kruis (actuel numéro 188). En 1715, la communauté s'installa dans l'Oudegracht et devint le noyau de la future église Saint-Martin d'Utrecht. Après le rétablissement de la hiérarchie catholique aux Pays-Bas en 1853, la paroisse Saint-Martin est officiellement enregistrée en 1856.
L'église actuelle dédiée à saint Martin est édifiée de 1899 à 1901 selon les plans de l'architecte Alfred Tepe. L'effondrement de la pratique catholique aux Pays-Bas, et particulièrement dans l'archidiocèse d'Utrecht touché par de fortes divisions dans les années de l'après concile Vatican II, ainsi que la proximité de la cathédrale Sainte-Catherine aboutissent à la fermeture de l'église en 1974 selon la volonté du cardinal Alfrink. Désacralisée et vidée de son mobilier, elle sert notamment de décor et de coulisses à des feuilletons télévisés. Mise en vente par l'archevêché, elle ne trouve pas de propriétaire, tandis que l'ancienne communauté paroissiale cherche à préserver l'édifice qu'elle parvient à faire classer. Finalement l'architecte Dolf de Maar en fait l'acquisition et la transforme en immeuble de vingt-neuf logements qu'il met en vente à la fin des années 1980.
Le décor intérieur néo-gothique est mis en vente après la fermeture de l'église et transféré en partie à l'église de Loo, construite également par Tepe. Le maître-autel est transporté dans la chapelle du séminaire diocésain qui a fermé ses portes en 2010. Les vitraux sont donnés en 1989 à l'église Saint-Martin de Makkum, fermée définitivement au culte en 2017.
