Väčšia časť dnešného historického centra Splitu bola kedysi palácom rímskeho cisára Diokleciána, ktorý bol obklopený hrubými kamennými múrmi. Dnešný Kostol sv. Martina bol vtedy priechodom pre strážcov hradieb. Jeho vláda trvala od roku 284 do roku 305 a bola čiastočne známa Diokleciánovým prenasledovaním, oficiálnym a krvavým pokusom odstrániť kresťanstvo z ríše (predtým, ako ho cisár Konštantín v roku 324, niečo vyše desať rokov po Diokleciánovej smrti, vyhlásil za preferované náboženstvo).
Ako jediný cisár, ktorý dobrovoľne abdikoval (pre zlý zdravotný stav), mal Dioklecián možnosť naplánovať si odchod do dôchodku a na tento účel bol postavený palác v Splite. Dioklecián skutočne odišiel do tohto paláca až do svojej smrti v roku 311. Ako väčšina cisárov, aj on pochádzal z vojenského prostredia, takže v paláci sa miešalo príjemné s obranou a do jeho pozoruhodných múrov boli zakomponované kasárne a ubikacie.
Hoci sa predpokladá, že Kostol sv.Martina bol postavený v piatom a šiestom storočí, stále predstavuje časť histórie kresťanstva v rímskej sfére vplyvu. Postavený v paláci jedného z jeho najtvrdších prenasledovateľov, upravený z existujúceho skrytého miesta, bol zrejme určený na tajné bohoslužby, hoci vznikol v čase, keď už kresťanstvo malo v regióne pevnú kultúrnu pozíciu.
Najstarším pôvodným prvkom, ktorý sa v kostole zachoval a ktorý je široký len 1,6 metra a dlhý 10 metrov, je románska zástena kláštora z 11. storočia. Zvyšok interiéru musel byť v priebehu storočí prestavaný. Od 14. storočia stojí vedľa kostola dominikánsky kláštor, ktorý v súčasnosti dohliada na jeho využívanie a údržbu.
