Sept baies de style ogival (arc brisé), dont trois dans le choeur sont datées du XIIème siècle par les Monuments Historiques. A l'issue de travaux menés depuis 1991, le clocheton reçoit l'ancienne cloche en 1996, les vitraux sont posés en 1997 et l'inauguration a lieu le 10 octobre 1998. Une messe y est célébrée chaque année en octobre à l'époque de la Saint-Denis et des expositions artistiques ou artisanales y sont régulièrement organisées.

L’église néo-romane de Saint-Martin-de-Salencey a été construite selon les plans de l’architecte de Charolles, André Della Jogna, en 1877, avec réception des travaux en 1878. Cependant, vingt ans après, en 1898, s’est opéré un relèvement des arcs doubleaux de la nef qui se détachaient des murs latéraux. Les travaux de réfection ont commencé en 1899 et se sont achevés en 1901, suivis par l’architecte Mazoyer de Salencey.