Desconhecesse quando terá sido construída a igreja original, Uma das teorias maioritárias entre os historiadores é a de que terá sido erguida pelo rei suevo Reciário em 446. Outros defendem que foi o rei Teodomiro, também suevo, em 559, tendo sido baptizado nela conjuntamente com o seu filho Ariamiro.
Sendo certa esta última versão da história, o nome de Cedofeita será uma referência à igreja. Conta a lenda que Teodomiro, desesperado porque não encontrava cura para a doença do Ariamiro, acudiu a São Martinho de Thous, enviando a esta cidade embaixadores com ofertas de prata e ouro em peso igual ao do seu filho.
Acabou por ser o bispo de Braga São Martinho de Dume o portador de uma relíquia de São Martinho de Tours, perante a exposição da qual o filho do rei foi curado, e todo o povo suevo presente convertido ao catolicismo. A relíquia está guardada nesta igreja de Cedofeita, juntamente com outras do evangelizador dos suevos, o bispo de Braga e de Dume.
Teodomiro ordenou o início da construção de uma nova igreja em honra do referido santo. O templo foi construído com tal celeridade que se terá dito acerca dele Cito Facta, o que significa Feita Cedo, derivando em Cedofeita.
A igreja foi alvo de sucessivas transformações, adquirindo um traço românico quando foi erguido no mesmo local o Mosteiro de Cedofeita no início do século XII. Em 1742 o prior D. Luís de Sousa Carvalho ordenou várias modificações, dando-lhe o desenho que hoje vemos.
Em 1930 a Direcção dos Edifícios e Monumentos Nacionais reconstruiu-a de forma a eliminar alguns elementos ornamentais colocados ao longo dos tempos.
