Probablement construite au milieu du 12^e siècle, cette église romane prend la place d’un précédent édifice qui avait été donné en 1075 à l’abbaye de Vaux par Arnaud de Gémon, de la Maison de Mortagne. Ce dernier indique dans une charte en 1086 que sa famille était en possession de l’église depuis plus de cent ans. En 1151, le bourg d’Arces est envahi par Benoît de Mortagne, qui empêche les gens de l’abbaye de Vaux d’accéder à l’église Saint‑Martin.

De l’église du 12^e siècle, il ne resterait aujourd’hui que l’abside, les murs de la nef et des bras du transept et des éléments du clocher. Au 14^e ou au 15^e siècle, l’église accueille deux chapelles autour de son abside. La chapelle nord est vouée à la Vierge. En 1703, la chapelle sud prend le nom de "chapelle de Bresillas". Cette chapelle pourrait être seigneuriale, liée au sire du fief de Brézillas. Dédiée à Saint‑Laurent, elle reçoit au 18^e siècle les sépultures de membres de la famille de Théon.

Le clocher de l’église est reconstruit en 1670 à l’emplacement du clocher roman. Il en conserve même quelques modillons. L’édifice est dans l’ensemble en mauvais état. Des travaux de restauration sont entamés au début du 18^e siècle grâce à une aide financière royale. C’est certainement au cours de cette campagne qu’est reconstruite la façade occidentale. De nouveaux travaux sont menés dans la seconde moitié du 19^e siècle. Ils concernent majoritairement la partie orientale du monument. En 1887, le chœur est entièrement peint.

Le classement de l’église au titre des Monuments Historiques en 1911 fait suite à l’avis positif de l’architecte Lucien Magne, inspecteur général des Monuments Historiques.

Sources : prospection ; monographie d’Arces par EutropeJouan ; Inventaire du Patrimoine Poitou‑Charentes.