De Markelose kerkgeschiedenis kent een rijke historie. Tot tenminste het jaar 770 werden de bewoners van Twente, en dus ook Markelo, tot de heidenen gerekend.

Met steun van de Saksiche adel werd het christendom door Lebuïnus en diens medewerker Marcellinus ook over de IJssel verbreid.
Tijdens zijn visitatiereizen in het Twentse land hield de bisschop zitting op de Markeloseberg. Daarom wordt algemeen aangenomen dat de eerste Markelose kerk omstreeks 800 gebouwd moet zijn. De Markelose kerk bestond in ieder geval vóór 1224, want uit een oorkonde van dat jaar valt op te maken dat Diepenheim vanaf dat jaar werd losgemaakt van Markelo. De kerk van vóór 1224 was gewijd aan de Heilige Martinus en heette dus: st. Martinuskerk.

Het schip van de in 1840 afgebroken kerk, dat bekend is uit een plattegrond in het Rijksarchief in Zwolle en uit een getekend aanzicht vanuit het noorden, zou wel eens ouder kunnen zijn dan de eerste aantoonbare vermelding van de parochie uit 1224.
De afscheiding van Diepenheim gebeurde bij oorkonde van 29 december 1224 door Otto van der Lippe, bisschop van Utrecht, op verzoek van Otto, graaf van Diepenheim en diens echtgenote, vanwege de moerassige gesteldheid van het land tussen beide plaatsen. Aan het schip van de kerk werd in de 15^de eeuw een koor toegevoegd. Ook werd in diezelfde 15^de eeuw de bestaande toren opgetrokken.

Tot in de 17^de eeuw was Markelo een bedevaartplaats. Dit blijkt uit o.a. de notulen van de vergaderingen van de classis Deventer d.d. 25 april 1604 en 3 april 1627. Markelo was toen pas tot het Calvinisme overgegaan. Pastoor Johannes Hardenack was in 1601 de "nieuwe leer" toegedaan.

Het oude kerkgebouw werd in 1840 afgebroken nadat het in 1836 werd getroffen door een storm. In 1839 werd er door een bouwkundige van de Waterstaat in Overijssel  een ontwerp met bestek en begroting gemaakt voor het huidige kerkgebouw. Op 10 juni van dat jaar werd de eerste steen gelegd door predikant H.W. Stroink.

Op 27 augustus 1861 werd besloten om aan de Duitser Carl Friedrich Haupt uit Ostercappeln opdracht te verstrekken tot het bouwen van een orgel. Bij  de restauratie in 1932 werden  de prachtige gebrandschilderde ramen aangebracht. Het centrale thema van alle ramen bedoelt een uitbeelding te zijn van de verlossing van de mens uit zijn zondige leven, zowel door God zelf , als ook door de navolging van Christus.

In 1962 vond een modernisering van de inrichting plaats. Kansel en banken werden vernieuwd.

Na de restauratie in maart en april 2005 van frontpijpen, orgelkast en  balustrade en het  schilderwerk, is de sfeer van de 19^de eeuw weer terugbracht. Orgelmakerij Gebr. Reil en  schildersbedrijf Wolters hebben dit dank zij  hun vaktechnische kwaliteiten weten te bewerkstelligen.

De kerkenraad  heeft in 2004 besloten de naam Martinuskerk weer in ere te herstellen en zo heeft Markelo weer een kerk met een naam.