La actual edificación fue construida sobre las ruinas de un pequeño templo, tras una denuncia de la sanmartineños del siglo XVII, que denunciaron a los perceptores de los diezmos ante el Consejo de Castilla, por no cumplir con su obligación de mantener el templo. El Consejo de Castilla, máximo órgano judicial de la época dio la razón a los vecinos y obligó a los perceptores de los impuestos a financiar la construcción de una nueva iglesia, que sería construida bajo la dirección de Pedro Sánchez, después de un largo proceso de presentación de proyectos en el que participaron los mejores arquitectos de la época. Pedro Sánchez levantó un edificio de planta basilical, de tres naves, cubierta con bóveda de cañón, aunque el edificio no llegó a terminarse, ya que sólo se construyó la mitad del templo que había proyectado.
En su interior destacan el retablo barroco del altar mayor, con un cuadro atribuido a Lucas Jordán, discípulo de Rivera, que representa a San Martín compartiendo su capa con un pobre. En una de las capillas se encuentra el retablo de la Virgen de la Nueva, patrona de la localidad y la Virgen de la Estrella, una pequeña escultura de marfil, que según la Cántigas, fue propiedad de Alfonso X, el Sabio.

Es un municipio perteneciente a la Comunidad de Madrid y está situado en el extremo más occidental de la Comunidad, lindando con las provincias de Ávila (Castilla y León) y Toledo (Castilla-La Mancha).
Desde época visigoda esta comarca del oeste de Madrid fue centro eremítico de primer orden que posteriormente se debió fortalecer con la construcción de gran número de templos. De hecho Valdeiglesias significa eso: "El Valle de las Iglesias".
Aun contando con vestigios anteriores, la entrada de San Martín de Valdeiglesias en la historia comienza en el siglo XIII, cuando se formó una pequeña aldea alrededor de una ermita bajo la advocación de San Martín de Tours. Todo ello, en consonancia con los intereses del monasterio de Santa María de Valdeiglesias (Pelayos de la Presa), que fue el verdadero impulsor y aglutinador de la colonización de todo el valle de Valdeiglesias. De entre todas las aldeas pertenecientes a dicho monasterio, fue la de San Martín la que más se desarrolló. En algún año del siglo XIV los monjes le dieron el título de Villa, con fuero y privilegios. En 1430 se produjo una revuelta campesina contra el monasterio, lo que fue aprovechado por Don Álvaro de Luna, privado de Juan II y Condestable de Castilla, para finalmente poner a San Martín de Valdeiglesias bajo su señorío, con lo que se ampliaron las propiedades que ya poseía en la comarca (Escalona o Cadalso).
San Martín de Valdeiglesias destaca, entre otras cosas, por el gran número de Ermitas; Ermita del Ecce Homo, Ermita de la Virgen de la Nueva, Ermita de la Sangre, Ermita del Rosario, Ermita de la Salud y la Ermita del Cristo.
El cultivo más tradicional es el de la vid, particularmente de las variedades de uva albillo, garnacha y tempranillo.
En Madrid limita con los municipios de Cadalso de los Vidrios, Pelayos de la Presa, Villa del Prado, Aldea del Fresno, Navas del Rey y Colmenar del Arroyo. En Ávila limita con El Tiemblo. En Toledo limita por el sur con Almorox.