La actual iglesia parroquial de San Martín de Tours fue construida originalmente como iglesia del convento de los oratorianos de San Felipe Neri, pero ya en 1643 acogía además a la Congregación de los Clérigos Regulares Menores llamados “caracciolos” por haber sido su orden fundada por San Francisco Caracciolo; pasando en 1660 a ser conocida como iglesia de Nuestra Señora de Porta Coeli tras mudarse los oratorianos a su nueva sede en la plaza del Ángel. De acuerdo con esta trayectoria, el templo tuvo un largo proceso de construcción desarrollado en dos fases: la primera arranca en 1640 con el proyecto de Juan de Corpa, discípulo de Fray Lorenzo de San Nicolás, para los oratorianos, que incluía tras el altar mayor un camarín de José de la Torre; y la segunda de 1719 a 1725, casi de reedificación total a cargo de Eugenio Valenciano para los caracciolos. El resultado fue una iglesia con planta de cruz latina, con nave central de tres tramos cubierta por bóveda de cañón con lunetos, y naves laterales -con altares en hornacina- cubiertas con bóvedas de arista rebajadas, sobre las que se sitúan tribunas con balcones separados por pilastras colosales de orden compuesto que sustentan un entablamento típicamente madrileño con ménsulas pareadas. El transepto, con brazos cortos, suma el ancho de las tres naves, y el crucero está cubierto por una cúpula sobre pechinas con tambor ciego y linterna trasdosada al exterior por cimborrio cúbico coronado por chapitel empizarrado; mientras que la cabecera es plana. En el testero derecho del transepto se abre la puerta que conduce a las dependencias supervivientes del antiguo convento, renovado por los caracciolos a partir de 1684, y al patio claustral ajardinado de forma trapezoidal y sólo dos pandas en ángulo, separado por una simple tapia de la calle del Desengaño. La fachada principal de traza sencilla pero monumental presenta reminiscencias escurialenses; está compuesta por un gran cuerpo central rematado con frontón triangular, enmarcado por dos torres-campanario gemelas de planta cuadrangular desarrolladas en tres cuerpos, sobre el que destaca la portada de la escuela de Churriguera, realizada a modo de retablo granítico que agrupa toda la decoración: la entrada en arco de medio punto con clave decorada con escudo está flanqueada por dos columnas exentas sobre sendos plintos, que sustentan un cuerpo superior muy decorado con florones, roleos y frontón partido, bajo el que se abre una gran hornacina que alberga el grupo escultórico del Venerable Juan Agustín Adorno orando ante la Virgen de Porta Coeli, cuya autoría se atribuye al círculo de Juan Alonso de Villabrille y Ron.
Convento e iglesia fueron saqueados por los franceses en 1809, siendo rehabilitado después para acoger también a los caracciolos del Espíritu Santo, cuyo convento ardió en 1823, pero los monjes fueron exclaustrados en 1836 por la Desamortización de Mendizábal, instalándose en su templo desocupado la antiquísima iglesia parroquial de San Martín –abacial de benedictinos- que en origen estaba situada junto al convento de las Descalzas Reales, pero que tras ser derribada en 1809 por orden de José I Bonaparte estaba alojada provisionalmente en el cercano convento de los Basilios. Se emprenden entonces algunas reformas menores, como la restauración de la fachada, o el ensanche de la calle del Desengaño retranqueando la tapia del patio del antiguo convento y sustituyendo la puerta existente por otra nueva trazada por Bartolomé Tejeda Díez en 1840, que también reconstruyó la fachada trasera a la travesía de la Ballesta –actual calle de Loreto y Chicote- en 1849. Simultáneamente se eliminan los retablos churriguerescos, y se sustituyen casi todas las imágenes por otras salvadas de la antigua iglesia de San Martín ejecutadas por escultores como Pedro de Mena, Pedro Alonso de los Ríos, José Mora y Gregorio Fernández, y pintores de la talla de Carreño, fray Juan Ricci y Claudio Coello; aunque en 1854 el altar mayor fue renovado en estilo neorrenacentista para acoger un grupo escultórico policromado de San Martín partiendo la capa con el mendigo tallado por Mariano Bellver, al igual que las imágenes de San Benito y Santa Gertrudis; mientras que los frescos de las pechinas de Pedro de Calabria del siglo XVIII fueron sustituidos por los actuales Evangelistas pintados por A. Garín. El convento fue derribado finalmente durante la Revolución Gloriosa de 1868, y la iglesia fue incendiada en la Guerra Civil (1936-1939), siendo alcanzada también por varios proyectiles del ejército rebelde que atravesaron la cubierta y destruyeron parcialmente una de las torres; perdiéndose algunas piezas artísticas. Tras la contienda el templo fue restaurado, eliminando los revocos de la fachada para exponer el ladrillo visto, que contrasta con el granito de la portada y adopta curiosos perfiles mixtilíneos sobre los vanos. En el interior se repusieron los elementos destruidos, pero a partir de 1994 se renovó la decoración, desapareciendo piezas como una Sagrada Familia de Carreño de Miranda que se trasladó a la catedral, aunque se conservan otras históricas como el retablo mayor antes citado, otro lateral con un grupo escultórico en madera policromada de San Rafael y el joven Tobías ejecutado por Francisco Pérez del Valle, un Cristo crucificado romanista de hacia 1600, y una Virgen de Lourdes de Salvador Páramo que es una de las primeras representaciones de esta advocación en nuestro país.
