Zu den ältesten Gebäuden der Stadt gehört die katholische St. Martinskirche, die den Stadtbrand 1689, wenn auch stark beschädigt, überstanden hat. Im Keller der Kirche befinden sich Relikte eines römischen Badegebäudes, das hier um 200 nach Christus errichtet wurde und ein wichtiges Zeugnis der ehemals römischen Siedlung Ettlingens darstellt.
Im Chorturm der Kirche wurde ein Kreuzrippengewölbe eingezogen. 1360 wurde die Kirche nach Westen hin erweitert, die Fensteröffnungen wurden im gotischen Stil gestaltet, der Kirchturm erhielt einen achteckigen Aufsatz mit maßwerkverzierten Schallöffnungen. Im 15. Jahrhundert wurde die Martinskirche zur Stiftskirche erhoben. Dies machte die Errichtung eines Chorraumes für die 24 Stiftsherren erforderlich. Ein Kapitelsaal sowie eine größere Sakristei wurden ebenfalls erbaut. Der Chor wurde von der Gemeindekirche durch einen Lettner getrennt.
Die Westfassade der Martinskirche wird dominiert von der Gestalt des Namenpatrons, der seinen Mantel mit einem Bettler teilt. Darunter spiegelt das prachtvoll gestaltete markgräfliche Allianzwappen von Ludwig Wilhelm und Augusta Sibylla den besonderen Schutz des markgräflichen Hauses für die Kirche wider.
Die Zerstörung Ettlingens im Zuge des pfälzischen Erbfolgekrieges hatte auch auf die architektonische Weiterentwicklung der Kirche einschneidende Auswirkungen. Sie wurde nach den Verwüstungen des Pfälzischen Erfolgekrieges mit Hilfe von Sibylla Augusta in ihrer jetzigen Gestalt aufgebaut und 1733 vollendet. In den 1980er Jahren beauftragte man den Künstler Emil Wachter, die bis dahin nur einfach farbig gefasste Decke im Langhaus der Kirche mit einem modernen Deckengemälde zu vollenden. Der Künstler greift Themen der Bibel auf und stellt sie in zeitgenössische Zusammenhänge.
