L'église de Massac-Séran, dédiée à saint Martin, est établie depuis le Moyen-Âge. Elle est citée en 1463 lorsque l'évêque réunit l'église paroissiale à la mense capitulaire (H.G.L., p. 798). La paroisse apparaît également dès le 14e siècle dans la bulle de délimitation du diocèse de Lavaur de 1318 (H.G.L., p. 165).

Profondément transformée à partir du 19e siècle, il ne reste malheureusement pas de traces de l'église médiévale, le choeur est entièrement reconstruit au milieu du 20e siècle. Les grands travaux sont amorcés par l'arrivée du curé Siméon Roucou (1797-1882) vers 1820. A ses frais, le curé fait élever le clocher à flèche et le porche en 1854 et fonde la même année, une congrégation de religieuses nommée les Filles de Jésus (A.D. Tarn : 2 O 159/1).

Le couvent est bâti à côté de l'église en 1882 par la mère supérieure Stanislas, à la mort du curé Roucou. Une aile menant à la chapelle nord de l'église, crée un accès direct pour les religieuses. La chapelle nord fut un temps réservée aux religieuses, elle est mentionnée "choeur des religieuses" sur des cartes postales anciennes. Les travaux exécutés à la fin du 19e siècle permettent de comprendre l'ancienne disposition de l'église avant la reconstruction du chevet au milieu du 20e siècle. Armand Bergaud, plâtrier, refait toutes les voûtes de l'église entre 1893 et 1898, il reconstruit également le mur latéral des chapelles et de la sacristie sous la direction de l'architecte Guillaume Aurignac (A.D. Tarn : 2 O 159/1).

Lors de ces travaux, le terme chapelle est utilisé plutôt que collatéral ou bas-côté, la nef devait alors être flanquée de chapelles latérales, devenues communicantes aujourd'hui. Les vitraux de ces chapelles latérales sont réalisés par Louis Saint-Blancat en 1894.

En examinant les détails des reconstructions successives et grâce au plan cadastral de 1824, on peut reconstituer un état hypothétique de l'ancienne église avant les transformations des 19e et 20e siècles. L'’ancien édifice devait se présenter sur un plan allongé composé d'une nef flanquée d'une ou deux chapelles latérales au nord, d'un chevet polygonal et d'une élévation occidentale surmontée d'un clocher-mur. En grande partie reconstruit à partir du second quart du 19e siècle, peu de traces anciennes subsistent mais il est possible que le mur ouest de la nef soit le seul vestige d'un état antérieur au 19e siècle. L'ancien choeur polygonal est attesté par des cartes postales anciennes et il est mentionné lors de la construction de contreforts en 1895 (A.D. Tarn : 2 O 159/1). Il est remplacé au milieu du 20e siècle par une imposante travée formant le plan actuel en T. Le mur oriental du choeur comporte en son centre, une surface courbe, accueillant une fresque monumentale. La fresque, réalisée en 1958 par Jacques Bringuier, représente les événements marquants de la vie de saint Martin.