Ab 1230 löste sich Leytron nach und nach von Saillon und wurde zu einer Pfarrei unter dem Schutz des Heiligen Martin, des Bischofs von Tours. Um 1250 wurde die Alte Kirche von Leytron an einer ehemaligen galloromanischen Stätte gegründet. Im Inneren wurden mehrere Altäre errichtet: der Hauptaltar in der Mitte, dem Heiligen Martin geweiht; rechts der Rosenkranzaltar; und links der dem Heiligen Antonius gewidmete Altar, der heute im heutigen Pfarrhaus aufbewahrt wird.
Die Kirche wurde erstmals 1257 und dann erneut 1686 erweitert. Ursprünglich im romanischen Stil erbaut, wurde sie später im gotischen Stil umgestaltet. Außerdem wurde sie nach den Überschwemmungen durch die Losentse oder den Grand Tsené erhöht. Der Glockenturm aus dem 10. oder 11. Jahrhundert steht unter Denkmalschutz.
Um 1930 erfuhr das ehemalige Heiligtum umfangreiche Umbauten: Es wurde eine Decke eingezogen, die das Gebäude in zwei Teile trennte. Der obere Teil wurde zu einem Gemeindesaal, dessen Wände und Gewölbe weiß gestrichen sind, während die Kellerräume von den kommunalen Dienststellen genutzt werden.
Das Äußere des religiösen Gebäudes wurde 1991 und 2005 restauriert. Was das Innere betrifft, so wurden in den 1970er Jahren Restaurierungsarbeiten durchgeführt. Die zuletzt durchgeführten Restaurierungsarbeiten wurden im Sommer 2024 abgeschlossen.
Heute wird das Gebäude von der Kulturkommission von Leytron für Gemeindeversammlungen sowie für verschiedene kulturelle Veranstaltungen und Initiativen der Region genutzt.