L'église est mentionnée dès le XIIe siècle : vers 1130, l'évêque du Mans Guy de Ploërmel approuvait et confirmait la donation faite par Jehan Rorgon à l'abbaye tourangelle de Marmoutiers, sous l'épiscopat de son prédécesseur, de la moitié de l'église, presbytère, dîmes et oblations de Contest. Il faut sans doute y voir l'origine du vocable, saint-Martin, et des parties les plus anciennes de l'édifice. En effet, les baies en plein cintre du chœur (et les traces d'autres ouvertures au-dessus des arcs des bras du transept) semblent attester d'une construction de la fin de l'époque romane, à la fin du XIIe siècle ou au début du XIIIe siècle. La façade occidentale primitive devait dater de la même période, d'après une photographie ancienne.

La nef et les voûtes du chœur sont vraisemblablement reconstruites vers le XVe siècle ; à la même époque, on peint un décor surmonté d'un Christ bénissant au revers du mur oriental, qu'on aperçoit derrière le retable. Les bras du transept sont probablement ajoutés simultanément en 1608 (?), selon une date portée sur l'arc de la chapelle sud : d'après l'abbé Angot, l'inscription "MIYLLLE C" renverrait au curé d'alors, Jean Illand (?). Les retables sont ajoutées dans les décennies suivantes (dates portées 1627 et 1658).

L'agrandissement de la nef d'une travée vers l'ouest et la construction d'une nouvelle tour clocher sont réalisés en 1880-1881. Les plans et devis sont fournis par l'architecte Anthony Leclerc, tandis que les travaux sont dévolus à l'entrepreneur Gallard Vital, d'Ernée (adjudication du 14 avril 1880). La dédicace gravée au revers du tympan précise : "Ces tour et travée ont été érigées avec les fonds de la fabrique avec le concours des propriétaires et habitants de cette paroisse, M. Berger curé Druceur charpentier – 1881". En 1885, le beffroi est consolidé pour l'établissement d'une nouvelle cloche.

Des réfections sont signalées en 1910, concernant les enduits et les voûtes, la pose d'un dallage dans le chœur par le cimentier Novello de Mayenne (qui ajoute celui de la nef et des chapelles en 1913), mais aussi le remplacement d'une porte fracturée lors de l'inventaire de l'église. En 1923, on procède aux travaux de réparation aux toitures de la flèche et du transept prescrits par l'architecte Jules Tessier (Gallais Louis couvreur à Mayenne, et Médée Michel charpentier à Contest). Le maître-autel, don de la famille Gouault-Lecendrier, est installé en 1927. La sacristie est reconstruite en 1953 suite à un incendie qui détruisit le mobilier et les ornements qui y étaient conservés.