Le bâtiment a connu de nombreuses transformations au cours de deux siècles et demi, du début du XVIIe jusqu’à la moitié du XVIIIe , quand, en suivant la volonté de l’archeprêtre Isidoro Chirulli, l’ancien bâtiment fut abattu pour réaliser le temple actuel, en style architectural baroque tardif, d’après le projet de l’architecte milanais Giuseppe Mariani.
Cette décision fut prise quand commencèrent les travaux pour consolider l’édifice après le tremblement de terre du 20 février 1743 qui l’avait endommagé et on voulut se conformer au goût du siècle.
La consécration eut lieu le 22 octobre 1775, à peu près trois ans après la pose de la première pierre.
L’extérieur de la Basilique est caractérisé par la façade majesteuse, haute de 37 mètres, qui repose sur l’escalier semi-circulaire, un appel architectural à regarder en haut. Elle est organisée sur deux ordres architecturaux, dont les éléments ornamentaux, sculptés sur la pierre locale, créent un jeu de saillies et de renfoncements harmonieux et dynamique, mis en valeur par l’élégant groupe sculptural central représentant Saint Martin qui donne son manteaux au Pauvre, de Giuseppe Morgese, chef-d’oeuvre de l’art civil de Martina.
L’intérieur de la Basilique, vaste et lumineux, est à croix latine. Dans la zone du prebytérium, au-dessous de l’arc triomphal, projeté par Gennaro Sanmartino, il y a le précieux retable en marbre (1773) dessiné par Giuseppe Sanmartino, auteur à Naples du Christ voilé de la Chapelle Sansevero, pour abriter la sculpture du Patron de la ville, Saint Martin de Tours, réalisée en pierre dans les premières décennies du XVIe siècle par Stefano da Putignano. Le grand ensemble en marbre fut réalisé par Giuseppe Variale, sculpteur napolitain. Giuseppe Sanmartino fut également l’auteur des anges qui soutiennent les emblèmes épiscopaux du Patron, le nimbe du Saint-Esprit et les deux figures allégoriques féminines, en marbre blanc, de la Charité et de l’Abondance, “in cornu Evangelii” et “in cornu Epistulae”. Le grand ensemble en marbre fut donné à la Collégiale par Pietro Simeone, un noble de Martina, dont l’emblème nobiliaire est marqueté dans les boucliers en marbre au-dessous des deux figures féminines.