Na de reformatie bleef de adel van Duistervoorde trouw aan de katholieke kerk. De adellijke families Van Steenbergen en Van Stepraedt zorgden voor een schuilkerk op de zolder van het kasteel Duistervoorde en later in het koetshuis. Na de Franse tijd mochten katholieken weer een eigen kerk hebben, zij het niet te opvallend. In Duistervoorde werd in 1802 al een zogenaamde schuurkerk gebouwd. Dit was mogelijk door een schenking van f 1000,-.Het was een bescheiden type kerkgebouw zonder toren en met een rieten dak. In 1878 kocht het kerkbestuur het landgoed met Huis Duistervoorde, dat 15 jaar daarvoor was gesloopt en herbouwd als villa. Er was nu grond beschikbaar voor een nieuwe kerk, de ruimte om te bouwen was echter beperkt, omdat op Duistervoorde in 1835 al een katholieke begraafplaats in gebruik genomen was. Het bouwen van de kerk duurde slechts ruim een jaar, de werklieden waren dichtbij gehuisvest in Huis Duistervoorde, wat zeer praktisch was. De neogotische architect van de kerk, was Gerard te Riele uit Deventer. De Martinuskerk is gewijd op 6 mei 1888.
Sinds de bouw heeft het interieur van de kerk meerdere wijzigingen ondergaan. In 1923 werd de oude pastorie vervangen door een nieuw gebouw. Bij de bevrijding van Twello werd de kerk ernstig beschadigd, vooral de ramen en de toren. Al eerder waren de kerkklokken gevorderd door de bezetter. Door de restauratie in 1966 was het interieur van de kerk veel soberder geworden. Bij de renovatie van 1980 werden echter veel van de neogotische details weer in ere hersteld. De Martinuskerk is een gemeentelijk monument.
Het orgel van de kerk is afkomstig van de Pniëlkerk uit Wenum Wiesel en is in 2004 geplaatst.
De kerk is zichtbaar vanuit de verre omgeving, want de toren is 75 meter hoog en staat op de één en dertigste plaats van de hoogste kerktorens van Nederland.
Kerklaan 16
7391 AN Twello
Nederland