Una delle prime chiese di Siracusa di cui le molte manomissioni rendono discutibile l'esatta datazione. Le caratteristiche architettoniche dell'abside e delle colonne che la delimitano la farebbero risalire al VI secolo d.C.
La pianta originale doveva essere meno estesa in senso longitudinale, probabilmente l'ampliamento sarà avvenuto tra il 1300 e il 1400, periodo a cui risalgono il rosone e il portale d'ingresso che reca la data MCCCXXXVIII. In quest'ultimo la forma ogivale con fasce di colonnine e capitelli a decorazione floreale è testimonianza inequivocabile dell'architettura aragonese. La navata centrale è fiancheggiata da archi a pieno centro su pilastri a sezione rettangolare. Il soffitto in legno poggia su capriate del XV secolo. Sulle navate laterali si aprono gli altari dedicati a S. Amatore, a tutti I Santi, a S. Elena, a S. Costantino e a S. Aloè. Sotto un altare il corpo di S. Vincenzo Martire proveniente dalle catacombe di S. Callisto in Roma. Di notevole valore il polittico su tavola, opera di ignoto, indicato "Maestro di S. Martino", che prima si trovava sull'altare maggiore e dopo il rinvenimento della finestrella a feritoia fu posto sull'altare laterale.

Sul primo altare della navata di destra si trova un bellissimo crocifìsso in legno del XVI sec. donato alla cappella di S. Domenico dai Cavalieri di Malta come ringraziamento dell'ospitalità ricevuta, e ora separato dal reliquario settecentesco che lo incorniciava e che si trova nella Chiesa del Cannine. Nella chiesa di S. Martino, secondo il Privitera, dovrebbero trovarsi i quadri della Via Crucis e l'organo provenienti dalla Chiesa di S. Maria di Gesù.