La prima nota scritta di un oratorio dedicato a San Martino, sito in Pinzano al Tagliamento, risale al 1294. Si trattava solamente di un oratorio con annesso luogo di culto, che rientrava nella competenza della pieve di Valeriano.

Nel 1520 l'edificio subisce un primo ampliamento, consistente nella ricostruzione del presbiterio e nella costruzione di tre cappelle laterali. Queste ultime sono state affrescate dal Pordenone nel 1526 e 1527, notevoli sono la Madonna col Bambino ed il martirio di San Sebastiano. Sempre dello stesso periodo, ma di autore ignoto, è la Madonna cosiddetta "del cassonetto" perché inserita in un cassonetto di legno decorato. Questo di dipinto proviene dalla chiesetta di Ognissanti in castello, così come il coevo gruppo ligneo della pietà visibile sul primo altare della navata sinistra. La presenza di due cappelle sul lato destro e di una sola sul lato sinistro si spiega con il fatto che proprio sulla sinistra della chiesa si trovava l'antico campanile.

Sul finire del Seicento, sotto la direzione del maestro Antonio De Adamo, le cappelle laterali vengono finalmente trasformate in navate. Un'altra opera d'arte di un certo rilievo è la pala d'altare raffigurante San Antonio in Gloria, datata 1740 ed opera di Gianantonio Guardi.