On raconte qu'’à la fin du 4ème siècle, l’'évêque Martin de Tours, en route vers Trèves pour une mission de conciliation auprès de l’'Empereur, se serait arrêté auprès de la petite communauté chrétienne d’Arlon. Celle-ci se groupait autour de la basilique romaine située près d'une source de la Semois, rue des Thermes Romains où nous trouvons des traces de celle-ci et devenue lieu de culte chrétien. Cette première église arlonaise dédiée très vraisemblablement à saint Marc portera le nom de Saint-Martin dès le 7ème siècle, en souvenir du passage de l’'illustre évêque de Tours.

Au 16ème siècle, une nouvelle église paroissiale est construite à l’'intérieur des murs de la cité, au milieu de l'actuelle Grand rue, le cimetière restant à l’'emplacement de la basilique Saint-Martin. Cette deuxième église va subsister jusqu’'à l’'été 1914, date de l’'ouverture au culte de l’'actuelle église Saint-Martin, sur le plateau de la Schentzy. Il est vrai qu’'en devenant chef-lieu de la province, Arlon rêvait d’'une église à la mesure de sa nouvelle vocation, une église aux allures de cathédrale. Léopold II lui-même, soucieux de renseigner son Royaume aux visiteurs venant du sud, encouragea personnellement le projet.

Dès 1806, toute une partie du territoire de la paroisse Saint-Martin fut détachée pour former l’'actuelle paroisse Saint-Donat, autour de l’'église de l’'ancien couvent des Capucins, fermé à la Révolution Française.

L'église Saint-Martin a été construite au début du siècle. La première pierre en a été posée en 1907. (Vous pouvez visionner les photos de la construction de l'église en allant sur le menu déroulant en haut de l'écran Patrimoine: photos de l'église.)

L'édifice venait d'être terminé lorsque se déclencha la première guerre mondiale, en 1914.

L'architecte Van Gheluwe, de Namur, en avait élaboré le plan ; à sa mort, l'architecte De Noyette de Ledeberg le remania entièrement.

L'édifice a grande allure, il répond bien à ce que souhaitait Léopold II : impressionner favorablement les étrangers à leur entrée en Belgique et être digne d'un chef-lieu de province.

Elle fut consacrée en 1937 et classée monument historique le 23 juillet 2002.