L'église de San Martín de Tours est un temple catholique érigé dans la seconde moitié du XIe siècle à Frómista, et situé sur le chemin de Saint-Jacques-de-Compostelle.

Il appartient au style roman et est considéré comme l'un des principaux prototypes de l'architecture romane européenne.

Il a été construit dans la seconde moitié du XIe siècle sur ordre de Doña Mayor de Castilla, dans le cadre d'un monastère de San Martín, qui n'existe plus.

Les premières références à cette église datent de 1066, alors que sa construction avait déjà commencé.

Son style est lié au style roman de la région de Palencia ainsi qu'à la cathédrale de Jaca, puisque certains de ses tailleurs de pierre ont pu travailler sur cet édifice.

En 1118, elle relève du prieuré bénédictin de San Zoilo, à Carrión de los Condes. Les moines l'ont abandonné peu après, au XIIIe siècle, et l'ont cédé à Don Juan Gómez de Manzanedo.

Après avoir changé plusieurs fois de mains au cours du Moyen Âge, et après sa séparation définitive du monastère, l'église a subi plusieurs ajouts au cours du XVe siècle : une tour qui servira de clocher au-dessus de la coupole d'origine, et plusieurs dépendances qui serviront de sacristie.

Après ces derniers ajouts médiévaux, l'église a subi une détérioration progressive, qui l'a amenée à être déclarée impropre au culte à la fin du XIXe siècle. Après sa fermeture, la détérioration s'est accélérée, avec plusieurs décollements dans la voûte et les murs.

Plusieurs rapports publiés à cette époque reflètent l'état préoccupant du bâtiment, qui menace de tomber en ruine. Les travaux de restauration ont commencé peu après que l'église ait été déclarée monument national en 1894.

Les travaux de restauration ont été confiés à l'architecte Manuel Aníbal Álvarez Amoroso, qui a entrepris de ramener l'église à son état d'origine, en éliminant les ajouts ultérieurs. Les chapiteaux et les corbeaux les plus détériorés ont été transférés au Musée archéologique de Palencia et remplacés par des reproductions.

Les travaux de reconstruction ont été achevés en 1904, date à laquelle il a finalement été rouvert au public.

En 2010, des travaux d'entretien et de restauration ont été effectués sur les vitraux.