Im 11. Jahrhundert wurde die erste Martinikirche als fünftürmige romanische Basilika erbaut. Im 12. Jahrhundert wurde dieses Sakralgebäude durch eine Brandkatastrophe oder infolge einer kriegerischen Auseinandersetzung zerstört – nur der nördliche Treppenturm blieb erhalten.
Die Martinikirche ist die älteste Siegener Kirche. Der Bergsporn, auf dem sie steht, diente ab ca. 800 n. Chr. als Standort für eine Wehranlage zur Sicherung der Furt über die Sieg gegenüber den feindlichen Sachsen – hierauf weist u. a. ein in den 1950er Jahren unter dem Kirchenboden freigelegter Plattenbelag hin. Wegen seines sakralen Charakters wird deser Tonfliesenboden als Fußboden einer Burgkapelle gedeutet,
Um 1230 wird die Kirche – gleichzeitig mit der Erbauung der Stadt Siegen – wieder aufgerichtet … sie lag dann vor der Stadtmauer und wurde von einem großen Gräberfeld umgeben. Unklar ist, ob der Umbau zu einer gotischen Hallenkirche bereits dann oder erst zu Beginn des 16. Jahrhunderts erfolgte.
In den Jahren 1911/12 gab es umfangreiche Baumaßnahmen und Renovierungen. Beim Einbau einer Dampfheizung stieß man auf eine große Anzahl übereinander gestapelter Skelette – auf eine Umbettung wurde verzichtet … der Kirchenboden wurde mit einer Betondecke verschlossen. Bei der Bombardierung von Siegen am 16. Dezember 1944 versank auch die Martinikirche in Schutt und Asche – nur die Außenmauern blieben stehen. Ohne grundlegende Veränderungen wurde sie wieder aufgebaut – im Oktober 1949 fand bereits die Wiedereinweihung statt.
Ein romanischer Taufstein aus der ersten Hälfte des 13. Jahrhunderts, eine Glocke aus dem Jahr 1491 sowie der Tonfliesenboden aus der um 800 dort errichteten Burgkapelle sind besondere Anziehungspunkte im Kirchenschiff.