Chiesa dalle origini antiche. Edificata tra il XII ed il XIII sec., venne ricostruita o ampliata nella seconda metà del XV sec. Esternamente si presenta in forme romaniche, con facciata a capanna rivolta ad occidente.

L'interno si presenta ad una sola navata, coperta da un tetto a cavalletti, ma con un presbiterio voltato a crociera. Tra le opere ricordiamo gli affreschi scoperti nel 1964, quando il cattivo stato di altri affreschi nella volta e nelle lunette della cappella del presbiterio portò ad eseguire, all'interno di San Marziale, alcuni lavori. Si tratta di dipinti attribuiti per molti anni a Francesco Morone e di altri invece a Domenico Brusasorzi, ma alla luce di nuovi studi oggi attribuiti solo alle relative scuole. I riquadri votivi di cui si ravvisa la scuola di Francesco Morone raffigurano rispettivamente Sant'Agapito (1510), San Marziale (1513), San Giovanni Battista (1513) e San Cristoforo tra i Santi Rocco e Sebastiano (1513): gli anni di esecuzione di tali opere sono segnati in nitide didascalie e con i nomi dei committenti. Si ravvisa invece la scuola di Domenico Brusasorzi in quelli con le immagini dei Santi Silvestro e Gregorio e della Pietà.