A feldebrői templom egyedülálló építményt rejt magában. A XI. századi centrális templom maradványai és a vele egykorú, csaknem teljes épségében és szépségében megmaradt falfestményekkel díszített altemplom a korai magyar építészettörténet egyik legtöbbet vitatott és egyben egyik legfontosabb műemlékeinek egyike. Templomunk európai jelentőségét az adja, hogy épülete ötvözi a keleti és nyugati keresztény építészet elemeit.

Az első debrői templom a XI. században bizánci stílusban épült. Négyzet alaprajzú, öthajós, centrális épület volt, közepén toronnyal. Az épület mind a négy oldalán egy-egy félköríves szentéllyel bővült. A templom keleti harmada alatt húzódott és húzódik ma is az altemplom, mely nyugat európai mintára készült. Az altemplom hajója kelet felé tágas, félköríves szentéllyel bővül, nyugat felé pedig sírkamra nyílik belőle. Falfestményei hazánkban egyedülállóak. Az altemplomban lévő sírkamra a templom középpontjában helyezkedett el. Itt feküdt az a különösen, szentként tisztelt személy, akit ide temettek. Az egész templom e sír tiszteletére épült, sírtemplom volt. A kutatók a legvalószínűbbnek azt tartják, hogy harmadik királyunk Aba Sámuel feküdt a sírban. A sír gondozását a templom melletti monostorban élő szerzetesek látták el.

A templomot még az Árpád korban átalakították. Az eredetileg öthajós teret három hajóssá szűkítették. Az altemplom és a fölötte lévő emelt szentély is teljes szélességében megmaradt; az eredetileg centrális templom hosszhajós kereszt alakú épületté vált. A templomból idővel plébániatemplom lett. Az épületet a középkor idején többször megújították. A XV. században készült el pl. a déli gótikus kapu kis előtérrel. Ugyanakkor egy korábbi, hatalmas méretű kerítő árok belső szegélye mentén épített kőfallal is körülvették a templomot és a mellette lévő temetőt. A kutatók ezt tekintik a második templomnak.

A török hódoltság korában, Eger ostroma idején a település teljesen elpusztult. Lakói elmenekültek a templom erősen megrongálódott. 1696-ban a lakosság egy része visszaköltözött, de a plébániák összeírása még nem említi a templomot. 1700 után újraszentelik. 1720 körül pártfogója Szent Márton. Az 1730-as évek elején már jól felszerelt szentegyházként említik. XIV. Benedek pápa 1744-ben búcsút engedélyezett annak, aki a templomot vagy kápolnáját meglátogatta. A XVIII. század közepén alakult ki a mai barokk (harmadik) templom javarészt Grassalkovich I. Antal költségén. A pilléreket és oszlopkötegeket elbontották így a belső tér egyhajóssá vált. A keleti záró falat elbontva új tágasabb szentélyt alakítottak ki. A hajó belső terét a szentély szintjének magasságáig feltöltötték, elrejtve a korábbi épület maradványait. Az első templomból - két végén befalazva - csak az altemplom középső szakasza maradt meg, amelybe a sírkamra nyugati falán keresztül a hajóból lehetett lejutni. Az átépítések következtében a templom az 1780-as évekre életveszélyessé vált. A felújítást végül 1839-ben végezték el. A templom barokk kori berendezésének darabjai a szentélyben álló Szent Márton oltár, a szentély csatlakozása előtt álló szószék és a Szent András oltár.

A templomhoz tartozó altemplomról először 1865-ben Henszlmann Imre adott hírt. Az első feltáró ásatásra 1897-ben került sor. Gerecze Péter, Szőnyi Ottó, Lux Kálmán, Méri István feltáró munkáját követően a legutóbbi, legrészletesebb kutatómunkát 1972- 1982 között Kovalovszki Júlia régésznő végezte. A végleges felújítás Erdei Ferenc terve alapján készült. A munkálatok 1983-ban fejeződtek be. A helyreállítás érdekessége, hogy a templom építési periódusai láthatóvá váltak, miközben teljes mértékben megfelel az egyházi rendeltetésének.

A Plébánia épületében tekinthető meg a templom feltárástörténeti fotókiállítása és a Monsignore Asztalos János pápai káplán, kanonok, pócspetri-i plébános tiszteletére kialakított emlékszoba.