L’edificio, di dimensioni notevoli, ha impianto a croce latina con transetto sporgente.
L’aula è scandita in tre navate da un sistema di archi su colonne.
All’incrocio dei bracci si trova un’alta cupola, poggiante su uno slanciato tiburio finestrato.
Alle estremità di ciascuno dei bracci del transetto si aprono inoltre tre cappelle a terminazione quadrangolare (una maggiore, al centro, e due minori, ai lati).
L’ambiente, le cui pareti e volte sono decorate ad affresco, prende luce da larghe finestre termali ricavate nei muri perimetrali delle navate minori e dalle lunette che affacciano sulla nave mediana.
Eleganti bifore si aprono invece nel perimetro del tamburo.
Il prospetto esterno, a salienti, è rivestito in marmi policromi ed è ornato con statue e rilievi raffiguranti la vita di san Martino vescovo.
Sul fronte si aprono tre portali lunettati, dei quali quello centrale, più alto, è segnato da una struttura arcuata, in leggero aggetto, retta da colonne corinzie binate, poggianti su un unico piedistallo.
Una slanciata torre campanaria (72 metri di altezza) si erge infine all’estremità nord-orientale del fabbricato.
1276 – Una prima chiesa dedicata a San Martino è documentata a Magenta già alla fine del XIII secolo (1276).
Le notizie relative a questa chiesa nei secoli XIV-XIX sono incerte, tuttavia è probabile che l’edificio, più volte modificato, sia rimasto in opera sino al 1885 quando la comunità locale decise di demolirlo per far posto ad una nuova e più ampia chiesa parrocchiale.
1885 – Nel 1885, per rispondere alla consistente crescita demografica e per onorare i caduti della battaglia di Magenta – episodio bellico che si era rivelato fondamentale per la Guerra d’Indipendenza italiana – si diede avvio alla costruzione della nuova Basilica.
Il cantiere si concluse entro il 1901 e nel 1903 la chiesa venne ufficialmente consacrata.
1903 – Entro il 1913 si compì anche la costruzione dell’alto campanile che affianca l’abside della chiesa.
1932 – Fra il 1932 ed il 1959 venne realizzata la facciata, con statue e rivestimenti in marmi policromi.