История храма уходит корнями в эпоху становления российского флота. Когда в конце XVII века на Соломбальских островах закипела корабельная жизнь, возникла и потребность в своём кладбище. Первая деревянная церковь во имя апостола Иакова появилась в 1749 году, но вскоре сгорела. Лишь в начале XIX века, после нескольких переносов погоста, на месте, известном как «Кривая яма», заложили каменную церковь.
4 июня 1803 года под руководством архитектора Петра Харлова началось строительство кладбищенской церкви во имя Воскрешения Лазаря. Однако судьба распорядилась иначе: в 1806 году её осветили уже в честь святителя Мартина Исповедника. Причина подобного шага была достаточно проста - инициировал и щедро финансировал строительство командир Архангельского порта адмирала Мартын Петрович Фондезин (фон Дезин).
Архитектурно храм воплощает провинциальный классицизм. Одноэтажное здание с колокольней на западной стороне и единственной главкой выглядит строго и гармонично. Стены храма были расписаны в начале XX века, а в 1930е годы сюда стекались святыни из разрушенных церквей Архангельска.
Особо примечательно, что храм Мартина Исповедника не закрывался в советское время и в значительной степени сохранил свое внутреннее убранство.