Kościół został wzniesiony w 2. poł. XII w. jako kolegiata (tj. kościół niebędący katedrą, przy którym istnieje kolegium kanoników; duchowni kolegiaccy posiadają honorowe przywileje wyróżniające ich spośród duchowieństwa innych świątyń w danej miejscowości), której istnienie poświadczone zostało w 1212 r. W roku 1471 przeniesiono tu parafię z kościoła Najświętszej Marii Panny. Obiekt przebudowano w 2. poł. XV w., lecz już w 1502 r. uległ on zniszczeniu podczas najazdu Tatarów. Odnowiono go i ponownie przebudowano w 1. poł. XVI stulecia - do tego okresu wnętrze miało wystrój romański. Świątynię restaurowano także w 2. połowie XVI i w XVII w. W latach 1710 - 40 kolegiatę znów przebudowano i gruntownie odnowiono, a także wykonano nowe wyposażenie - wszystko to głównie staraniem Macieja Flaszyńskiego, prałata i dziekana. Prace konserwatorskie przeprowadzano jeszcze w 4. ćwierci XIX stulecia, w latach: 1948, 1951 - 53 i 1955 - 57 oraz w latach 80. i 90. XX w.
Kolegiata św. Marcina to budowla romańska, orientowana, z przekształceniami i szczegółami późnogotyckimi, renesansowymi i barokowymi. Zbudowano ją z ciosów piaskowca na rzucie krzyża łacińskiego jako świątynię trójnawową, bazylikową z transeptem i dwuwieżową fasadą. Wieże, powstałe na rzucie kwadratu, wznoszą się na przedłużeniu naw bocznych od strony zachodniej (południowa - ciosowa, romańska; północna - pierwotna jedynie w najniższej partii, w górnych częściach nadbudowana w 1. poł. XVI w. z łamanego kamienia), wieńczą je profilowane barokowe hełmy baniaste z lukarnami. Przy ramionach transeptu od wschodu widnieją dwie półkoliste apsydy, a wzdłuż naw bocznych ciągną się przybudówki z 2. poł. XV i 1. poł. XVI w., później (głównie w połowie XVIII stulecia) ujednolicone i tynkowane. Fasada międzywieżowa zwieńczona jest trójkątnym szczytem, nadbudowanym w 1. poł. XVI w. Na jej osi znajduje się portal główny, a nad nim płaskorzeźbiony fryz romański z motywem czworoliści i gryzących się potworków, przerwany przez późniejsze okno (zapewne z XVI w.). Dwuspadowe dachy pochodzą z 1. poł. XVIII w., a późnobarokowa wieżyczka na sygnaturkę, z latarnią, ma na chorągiewce datę: 1734.
Wchodząc do wnętrza świątyni, widzimy przykrywające nawę główną późnogotyckie sklepienie kolebkowe z lunetami (1. poł. XVI w.) z nałożoną siatką żeber w układzie dekoracyjnym
Całe wnętrze kościoła pokryte jest barokową polichromią, wykonaną w kilku fazach w ciągu XVIII stulecia przez kilku malarzy. W prezbiterium i transepcie znajdują się malowidła najstarsze: na sklepieniach i ścianach tarczowych z 2. ćwierci XVIII w., na ścianach zapewne nieco późniejsze z ok. połowy tego stulecia; polichromia w nawach pochodzi z 4. ćwierci XVIII w. Malowidła w prezbiterium i transepcie odnowiono w 1890 r., w nawie głównej - w latach 1891 - 92.
W dawnym kapitularzu, na zewnętrznej ścianie wieży południowej, widnieje wielofigurowa gotycka, odrestaurowana ostatnio, scena Ukrzyżowania. W prezbiterium, w poszczególnych przęsłach sklepień, podziwiać można sceny na tle chmur, m.in.: Apoteozę św. Marcina, Św. Marcina jako dobrego pasterza, Chwałę w niebie. Na ścianach tarczowych przedstawiono sceny z życia i chwały św. Marcina oraz sceny, w których występuje on jako patron kolegiaty: wręczenie planów, budowa świątyni. Na ścianie wschodniej prezbiterium wyobrażono Matkę Boską wśród aniołów, a na ramieniu transeptu Adorację Niepokalanego Poczęcia. Na pozostałych ścianach prezbiterium i transeptu znajdują się sceny historyczno-batalistyczne, odmienne stylowo: Bitwa na Psim Polu, Bitwa pod Grunwaldem, Odsiecz Wiednia i dwie Bitwy pod Chocimiem.
W nawie głównej, po obu bokach, widoczne są m.in. symboliczne postacie trzymające tarcze z herbami województwa sandomierskiego i właścicieli Opatowa (Odrowąż Szydłowieckich, Leliwa Tarnowskich, herb Ostrogskich, Śreniawa Lubomirskich) i dziesięciu apostołów.
Ołtarz główny i sześć bocznych, w stylu regencji, pochodzą z XVIII w. Ołtarz główny (połowa XVIII w.), z rzeźbami świętych biskupów i obrazem św. Marcina, odnowiono w 1888 i 2004 r. W pozostałych ołtarzach znajdują się: obraz Miłosierdzia Bożego, obraz św. Józefa z 4. ćwierci XVIII w. (lewy przy tęczy), herb Topór i obraz św. Karola Boromeusza z 1. poł. XVIII w. (prawy przy tęczy); krucyfiks adorowany przez aniołów i atrybuty Męki Pańskiej oraz rzeźby świętych i aniołów adorujących obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem i ze św. Janem z początku XVI w., przypisywany Timoteowi Viti z Urbino, wg tradycji przywieziony z Włoch przez Krzysztofa Szydłowieckiego (ołtarze wypełniające ściany apsyd); obrazy z 1. poł. XVIII w. - św. Jana Nepomucena i św. Antoniego Padewskiego (ołtarzyki w narożach ramion transeptu).
Warto także zwrócić uwagę na późnobarokową balustradę; ambonę regencyjno-rokokową sprzed połowy XVIII w.; chór muzyczny (ok. 1730 r.), drewniany, belkowy - przecinające się belki tworzą czworokątne kasetony z rozetami o motywach roślinnych, podobne do sławnego sufitu wawelskiego - Sali poselskiej z głowami; organy z 1846 r wykonane przez organmistrza Wenzel Kiehl z Opawy.; marmurową chrzcielnicę z XVIII w. i znajdujący się nad nią obraz Chrzest Chrystusa z tegoż okresu; kropielnice (w kształcie pucharu, wg tradycji współczesna z kościołem, barokowa z 1654 r. z herbem Nałęcz i klasycystyczna); stalle kanonickie; ławki późnobarokowe (1722), bogato rzeźbione, z dewizami łacińskimi i herbami właścicieli Opatowa oraz ziemi sandomierskiej, odnowione w ostatnim czasie.
W kolegiacie, na końcu lewej nawy poprzecznej, znajdują się również nagrobki Szydłowieckich: Ludwika Mikołaja (1. poł. XVI w.), Krzysztofa (płyta z leżącą postacią Krzysztofa w zbroi, z herbem Odrowąż, wykonana przed 1532 r.), jego córki Anny (renesansowy z 1536 r., z marmuru węgierskiego, z leżącą postacią zmarłej, tablicą inskrypcyjną), jego syna Zygmunta (płaskorzeźbiona płyta z leżącym dzieckiem z 1530 r.). Na wyższej kondygnacji cokołu (na miejscu pierwotnej płyty inskrypcyjnej) widnieje arcydzieło sztuki odlewniczej: długa, płaskorzeźbiona i grawerowana płyta, tzw. Lament opatowski, ufundowana ok. 1533 r. przez Jana Tarnowskiego, hetmana wielkiego koronnego, zięcia Krzysztofa. Na renesansowej płycie przedstawiono wielofiguralną scenę żalu, zapewne po śmierci kanclerza. Wykonanie nagrobków przypisuje się budowniczym kaplicy Zygmuntowskiej na Wawelu, wśród których byli najbliżsi współpracownicy Bartłomieja Berrecciego - Jan Cini ze Sieny i Bernardinus de Gianotis.
Wątek Templariuszy
Nie, powyższy nagłówek nie jest żadną pomyłką ani primaprylisowym żartem. Otóż według m.in. według słynnego poskiego kronikarza Jana Długosza, członkowie Zakonu Ubogich Rycerzy Chrystusa i Świątyni Salomona zostali sprowadzeni do Opatowa przez księcia Henryka Sandomierskiego, aby mogli tu założyć swoją komandorię, której pozostałością ma być właśnie nasza opatowska kolegiata.