En 397, quand meurt Saint Martin, il est enterré dans le cimetière public.
En 437, Saint Brice (1er successeur de Saint Martin à l'épiscopat) fera édifier une petite chapelle sur l'emplacement du tombeau. Saint Perpet construit à son tour une basilique imposante consacrée le 4 juillet 471. Elle sera détruite par plusieurs incendie et dévastée par les Normands en 996.
En 1014, Hervé de Buzançais, trésorier de Saint Martin, commence la reconstruction de la grande basilique sur le modèle des grandes basiliques de pèlerinage. Entre 1175 et 1220 des remaniements ont lieu : les voûtes romanes sont remplacées par la voûte 'Plantagenet', le chœur est réaménagé. Fin XVIème, les tours sont surélevées.
Le 10 mars 1453, translation du corps de Saint Martin dans une châsse d'or offerte par Charles VII et Agnès Sorel.
En 1562, pendant les guerres de religion, les Huguenots saccagent le tombeau. Un prêtre sauve une partie des reliques de Saint Martin.