Połaniec swoimi początkami sięga XII w. Położony był na skarpie wiślanej zwanej Winną Górą. W poł. XIV w., po powodzi, która nawiedziła te tereny, Kazimierz Wielki przeniósł miasto na obecne miejsce. Pierwsze miejsce kultu chrześcijańskiego znajdowało się jeszcze na Winnej Górze i był nim drewniany kościółek pw. św. Katarzyny. Po raz pierwszy wzmiankowany jest w źródłach historycznych w 1191 r. (umowna data założenia miasta).

Według tradycji fundatorem świątyni był król Bolesław Chrobry ok. 1000 r. W 1350 r. kościółek wraz z miastem został przeniesiony w dolinę rzeki Czarnej. Utracił wówczas pierwotne znaczenie i używany był jako kaplica. Przetrwał on do 1786 r., kiedy to już jako niemalże ruina – został rozebrany.

W poł. XIV w. Kazimierz Wielki ufundował w Połańcu nowy, drewniany kościół pw. św. Marcina. Przy tej świątyni zlokalizowana została miejscowa parafia. Prawdopodobnie budynek ten przetrwał do 1562 r., kiedy spłonął w wielkim pożarze miasta. Kolejny kościół z drzewa modrzewiowego i dębowego wybudowano z fundacji króla Zygmunta Augusta w latach 1567-1572. Konsekrowany był on przez bpa T. Oborskiego w dniu 5 lipca 1633 r. Pod koniec XVII lub na pocz. XVIII w. Stanisław Szembek, chorąży sandomierski, wybudował przy tej świątyni murowaną kaplicę, która istnieje do dnia dzisiejszego. Gruntowną restaurację kościoła przeprowadził ks. Piotr Choroszczyński w 1852 r. Ostatecznie świątynia ta spłonęła 12 czerwca 1889 r. Po pożarze do murowanej kaplicy dostawiono obszerny, drewniany budynek, w którym odprawiano nabożeństwa. W 1607 r. powstał w mieście szpital dla ubogich, przy którym znajdował się kościółek pw. Ducha Świętego (rozebrany w 1778 r.).

Kościół parafialny pw. św. Marcina Biskupa zbudowany został w latach 1893-1899. Budową nowej, murowanej świątyni zajął się ks. Leon Kowalski, a dokończył ją ks. Feliks Braziewicz. Kamień węgielny poświęcił 4 października 1893 r. bp A. Sotkiewicz. Plan kościoła wykonał arch. Napoleon Statowski z Rytwian. Techniczny nadzór nad budową sprawował Wieczorkowski, budowniczy z powiatu sandomierskiego. Murarską pracą kierował Michał Głowacki z Oleśnicy. Kościół został uroczyście poświęcony 29 lipca 1900 r. przez bpa A. Sotkiewicza.

Świątynia jest neoromańska, zbudowana z cegły na planie krzyża łacińskiego, z wieżą wtopioną w fasadę kościoła i sygnaturką na przecięciu nawy z transeptem. Wnętrze jest trójnawowe, o układzie bazylikowym. Do lewego ramienia krzyża przylega kaplica MB Różańcowej z przełomu XVII i XVIII w., która pozostała z dawnego kościoła. Malowidła ścienne zostały wykonane w latach 1937-1939 przez artystę Wójcika z Łodzi. Wyposażenie kościoła jest neoklasycystyczne, ołtarze oraz prospekt organowy pochodzą z pocz. XX w., drewniana ambona.