Origine et histoire de l'Église Saint-Martin
Les parties les plus anciennes de l'édifice remontent au XIIe siècle ; la nef et le bas-côté sud sont essentiellement gothiques du XIIIe siècle. La plupart des autres constructions datent du XVIe siècle, notamment le prolongement de la nef avec chœur à abside en hémicycle, le collatéral nord et l'extension du collatéral sud. Les premières additions affichent le style gothique flamboyant, tandis que les finitions tardives présentent des caractères de la Renaissance ; l'abside est la seule partie entièrement conçue dans ce dernier style. Les remaniements successifs ont altéré l'ordonnance extérieure : seules la façade nord et, en partie, la façade du chevet conservent un caractère homogène. À l'intérieur, l'assemblage des différentes campagnes garde une relative harmonie et une exécution soignée ; la véritable richesse de l'église tient à ses six verrières Renaissance, parfois reconstituées à partir de fragments. L'édifice est classé monument historique depuis 1929.
La paroisse est évoquée dès le haut Moyen Âge et le village de Groslay apparaît dans les actes de l'abbaye de Saint-Denis ; la première mention connue de l'église date de 1186, quand Maurice de Sully la remet aux moines du prieuré de Deuil. Des auteurs anciens proposent des dates de fondation différentes, mais la découverte en 1872 de deux médailles à l'effigie de Louis VIII sous un pilier nord indique que la fondation a été posée avant 1226. Une église romane antérieure a donc existé et des vestiges en subsisteraient notamment dans la base du clocher, correspondant à la quatrième travée du bas-côté sud. À l'exception du clocher et du chœur, l'église romane fut remplacée au début du XIIIe siècle par une nef à cinq travées flanquée de deux bas-côtés ; le chœur roman subsista encore plusieurs siècles. La guerre de Cent Ans et des épisodes de dégradation entraînèrent des pertes de voûtements et des reconstructions ultérieures.
Durant le XVIe siècle, la nef fut largement remaniée : une première phase reconstruisit plusieurs travées et un collatéral nord fut élevé sous la protection des Montmorency, les extensions se poursuivant jusqu'au milieu du siècle. Cette campagne comprend l'emploi de motifs d'ordre corinthien sur certains chapiteaux, rare en pays de France, et l'ajout vers 1560 d'une abside hémicyclique de facture Renaissance ; la chronologie des travaux se reflète aussi dans la dissymétrie du plan et l'adaptation du collatéral nord à la voirie. Au XVIIIe siècle, un porche à deux arcades avec logement à l'étage fut construit devant le portail sud ; le portail occidental primitif fut remplacé et ensuite mutilé pendant la Révolution. La Révolution française causa des destructions importantes du mobilier et du portail occidental, la confiscation et la fonte des cloches, ainsi que la perte de revenus de la fabrique, comme l'attestent des documents locaux.
Au XIXe siècle, des désordres structurels dus au déversement des murs et à l'état des voûtes entraînèrent des travaux de réparation et de reprise en sous-œuvre, parfois difficiles à reconstituer précisément à partir des sources. Des voûtes anciennes furent remplacées par des fausses voûtes en bois et plâtre lors d'une campagne conduite entre 1869 et 1872 (parfois datée 1882 dans certaines sources), et plusieurs piliers du nord furent refaits en gros chapiteaux corinthiens inspirés de l'extension de 1542. Le cimetière paroissial fut progressivement déplacé et supprimé entre les années 1820 et 1837, permettant un élargissement des voies autour de l'église et la création d'un parvis ; la sacristie fut édifiée en 1858. L'édifice conserva ensuite des transformations liturgiques et mobilières : réduction du baldaquin du maître-autel au XIXe siècle, disparitions et restitutions partielles de reliques au temps du conflit de 1871, puis réaménagements au XXe siècle.
Après 1949 et jusqu'aux années 1960, les vitraux Renaissance firent l'objet de restaurations et de recompositions, et en 1951 le retable fut abaissé pour dégager la vue d'une verrière. Une campagne de restauration du mobilier campanaire permit l'acquisition de deux nouvelles cloches bénies en 1955, et des aménagements internes dans les années 1960 à 1980 modifièrent les stalles, l'autel et quelques éléments liturgiques. En 1986, la réparation du mur occidental a permis la suppression d'un contrefort central et l'ouverture d'une fenêtre haute et d'un portail, restituant ainsi une façade occidentale modeste.