Tras la implantación de la línea de ferrocarril y del cuartel del 70 Regimiento de Infantería durante la segunda mitad del siglo XIX, la antigua iglesia de Saint-Martin, que se encontraba en el cementerio de Saint-Martin y de la que hoy en día solo se conserva la torre del campanario, se quedó pequeña y estaba demasiado apartada de los barrios nuevos.
Se decidió construir una nueva iglesia utilizando piedra de esquisto de la zona. Se trata de un edificio de dimensiones imponentes que domina toda la ciudad. Es un lugar de paso obligado que “rivaliza” y crea cierto antagonismo con la iglesia de Notre-Dame. Fue diseñada por los Mellet, arquitectos de Rennes y católicos fervientes. El padre, Jacques Mellet, era originario de Vitré. Grandes admiradores del arte románico, decidieron utilizar el estilo neorrománico para el diseño exterior del conjunto, aunque en el interior la bóveda es de crucería.
La planta es de cruz latina y con transepto no desbordante. La nave central, compuesta por cinco intercolumnios, está circundada por dos naves laterales que se prolongan en el deambulatorio que rodea el coro. La disposición vertical es la tradicional. Consta de tres niveles: los arcos, las tribunas y los vanos. El punto central de todo el conjunto es la cúpula, ubicada en el crucero del transepto.