Tras el desarrollo del segundo ensanche de la ciudad, en torno a los Vadillos, en los años 60 y 70, tuvo lugar una nueva ampliación urbanística con el desarrollo de dos avenidas que radialmente partían de un centro, la Plaza de España. En ellas se levantaron más de seis mil nuevas viviendas. Para la atención religiosa de las establecidas en la Avenida de los Reyes Católicos y en un solar de forma cuadrada, el Arzobispado programó la construcción de este conjunto parroquial, verificado en dos fases.
La primera de ellas abordaba la construcción del templo parroquial. Las obras se llevaron a cabo entre noviembre de 1975 y septiembre de 1977, y se encomendaron a los arquitectos Pedro Gutiérrez Ruiz y Pedro Silleras Alonso Celada.
Estas obras se realizaron sobre el proyecto de diciembre de 1973 firmado por ambos arquitectos.

El diseño se planteó desde un punto de vista funcional tanto desde la forma y estructura de los elementos arquitectónicos –de líneas rectas y volúmenes cuadrados y rectangulares– como de materiales empleados –de origen industrial y a cara vista–. Se contempló una construcción de dos niveles –planta sótano y baja– en una parcela cuadrangular, con una orientación desarrollada de Este a Oeste. Así, el volumen principal lo integran la iglesia (con capacidad para 650 personas) y la capilla anexa a ella (para alojar a 48 fieles más).
La iglesia es de planta rectangular, desarrollada en tres niveles, organizadas en cinco tramos, y un presbiterio alineado en anchura con dichas naves. Los espacios se distribuyen a partir de una composición clara y ordenada, situando el presbiterio en uno de los lados menores de la planta. En el lado opuesto, se compuso un atrio de acceso.

En el paramento del lado del evangelio se dispuso la zona de los confesonarios, acomodándola a la vía de deambulación lateral, en los tramos 3º y 4º, de forma que se practicó un ensanchamiento del muro. En toda la longitudinalidad del otro lado mayor de la planta se distribuyeron otros espacios complementarios: el mayor de ellos lo constituye la antedicha capilla, destinada al culto eucarístico, y con dos ámbitos diferenciados –uno rectangular y otro cuadrangular– de recogimiento de los fieles. Adorado a la cabecera de esta capilla se acondicioné un despacho parroquial, frente al cual, en conexión con la zona presbiteral, se localiza la sacristía.

El alzado se resolvía por medio de pilares y cubierta con falso techo raso. Pero éste se desarrollaba en alturas bien diferenciadas, con el propósito de captar la mayor luz posible y de crear espacios de recogimiento particularizados. Así en la iglesia era más elevado (6,35m) que en la capilla (3m).
Igualmente propio de este edificio funcional era conjugar estructuras y materiales vistos: en los pilares de hormigón armado, en los muros de ladrillo macizo –visto al exterior y enfoscados en el interior–, en la cubierta –realizada con perfiles de acero laminado–, o en el falso techo del interior de la iglesia –elaborado con tableros aglomerados que formaran entrecalles–, además de en las puertas de acceso –realizadas con aluminio anodinado de color bronce –.
Las fachadas enfatizaban visualmente el juego de volúmenes y la marcada horizontalidad del edificio. La total ausencia decorativa en los muros quedaba resaltada en los esquemáticos vanos abiertos en ellos, esencialmente rectangulares. Para la fachada principal se propuso, en este proyecto de 1973, un modelo perfectamente simétrico, alternando los vacíos y los llenos en los dos niveles, esto es, un atrio centrado en un paramento totalmente cerrado, sobre el que se elevaba otro presidido por una estructura que sostenía una cruz delante de un fragmento de muro cerrado, mientras que a ambos lados se abrían sendos vanos horizontales. Aunque esta propuesta de 1973 se mantuvo en líneas generales hubo algunas modificaciones que simplificaron el proyecto original y que fueron aprobadas en 1978, una vez concluidas las obras. Fue en el exterior donde más se transformó la articulación con respecto al proyecto original de 1973. La fachada principal amplió el vano de acceso y prescindió de la cruz que marcaba el eje de simetría sobre él y que contrastaba con la marcada horizontalidad. Dicha cruz corona una torre exenta levantada en el lateral izquierdo de esta fachada.
El sistema de iluminación es uno de los elementos que mejor define al templo. Las naves se elevaron en alturas bien diferenciadas, siendo las laterales más bajas que la central, lo que confiere al conjunto un aspecto basilical. En la del evangelio, en la zona de los confesonarios, se compuso una vidriera mosaico con el tema del Sol radiante. Este mismo tema se ajustó al paramento del lado de la epístola de la capilla. La nave central, mucho más ancha que las anteriores, se elevó prácticamente a doble altura que las laterales, y se instaló en el cuarto superior del muro un ventanal corrido cerrado por vidrieras abstractas de muy reducida paleta de color. El presbiterio de distinguió de una forma muy singular, creando un efecto sorprendente y metafísico al elevar sustancialmente la altura y abrir todo un ventanal horizontal en toda la anchura del paramento que se alza perpendicularmente a las naves. La luz natural y diáfana que arroja sobre el presbiterio, por los ventanales traslúcidos, supone un notable contraste con la que tiñe de color y oscurece la nave, provocando el resultado deseado.
Con la intención de ampliar los espacios y dedicarlos a salones parroquiales, la capilla de uso diario acomodó bajo sus cimientos un salón. La escalera de acceso desde el interior de la iglesia fue remodelada en el año 2005 con la creación de una rampa a los pies de la nave y reduciendo la anchura de la escalera lateral.
La segunda fase constructiva abordó la configuración de un centro parroquial junto a la iglesia en una parcela cedida por el Ayuntamiento. Tras considerar algunas variantes al proyecto elaborado en noviembre de 1993 por Antonio Ábalos Culebras, las obras se llevaron a cabo entre enero de 1997 y junio de 1998, de acuerdo al diseño creado por los arquitectos Arantza Arrieta Gotilla y Félix Escribano Martínez, tras la renuncia de Ábalos a la dirección facultativa.
La últimas tareas de rehabilitación del templo se han centrado en el rebaje del presbiterio, realizado en el año 2011, coincidiendo con la colocación de tres nuevas puertas de acceso que incluyen vidrios de color y en la instalación del retablo de Santa Eulalia de Mérida (c. 1523) de Tañabueyes de la Sierra en septiembre de ese mismo año.
La imaginería originaria del presbiterio se ha reubicado y se ha instalado una nueva escultura de bulto redondo de San Martín de Porres, tallada en madera de tilo, realizada por Dorrego Escultura Tallada S.L. (Arganda del Rey) en dimensiones muy cercanas a las reales (1,90m). Ha sustituido a tres imágenes vanguardistas que se acomodaban perfectamente a la estética del antiguo presbiterio y que representan a la Virgen con el Niño, a Cristo crucificado y al titular de la parroquia, San Martín de Porres, que han sido reinstaladas en el vestíbulo del centro parroquial.