Mainitaan itsenäisenä kirkkoherrakuntana ja pitäjänä ainakin jo 1409. Kirjallisuudessa esitettyjen tietojen mukaan olisi erotettu aikanaan Uskelan tai Halikon emäseurakunnasta. Seurakunnan ensimmäinen kirkko, joka oli Pyhän Martin nimikko, sijaitsi Krouvin pellolla, mistä se siirrettiin myöhemmin Mäntsälän kylään.
Seurakuntaan kuuluneista Karinainen perustettiin saarnahuonekunnaksi 1657, muodostettiin kappeliksi ja erotettiin itsenäiseksi kirkkoherrakunnaksi 1908. Koski perustettiin kappeliksi 1647 ja erotettiin 1901. Eurainen eli Tarvasjoki perustettiin saarnahuonekunnaksi 1657 ja muodostettiin kappeliksi 1906.
Muut nimet
Marttina, Nyby
Maakirjakylät
Heikola, Hirvas, Hongisto, Huovaristo, Juutila, Karvela, Krouvi, Laurila, Lovi, Maunula, Mäntsälä, Ollila, Palainen, Pappila, Prunkila, Purhala, Rekoinen, Ruskolainen, Simala, Siutila, Tiipilä, Vättilä
Naapuriseurakunnat
Papisto
Kappalaisen palkasta kuninkaallisen kamarikollegion päätös 21.6.1803 sekä Keisarillisen senaatin päätökset 21.1.1864 ja 26.2.1885. Torpparien kirkollisista maksuista kirkkoherralle Keisarillisen senaatin päätös 29.10.1853. Seurakunnassa oli pitäjänapulaisia ainakin vuodesta 1675, kunnes virka lakkautettiin keisarin käskykirjeellä 15.6.1865, jolloin Marttilan ja Kosken kappalaisten palkkaus myös järjestettiin.
Karinaisten tultua erotetuksi itsenäiseksi kirkkoherrakunnaksi Marttilan emäseurakunnan kappalaisen virka lakkautettiin tuomiokapitulin päätöksellä 25.1.1909 ja Keisarillisen senaatin päätöksellä 9.9.1909.
Kirkkoherrat
1409 Henrik Thomae
1548–1556 Henricus Johannis
1557 Jören
1563–1585 Simon Canuti Paljaspää
1587–1592 Thomas Henrici
1593–1614 Matthias Nicolai Ryngen
1615–1630 Jacobus Matthiæ Platesas
1634 Laurentius Petri, apupappi
1634–1645 Henricus Georgij
1723–1737 Matthias Riman
1738–1781 Johan Hortelius
1782–1801 Jakob Zidén
1805 Johan Ytter, kuoli ennen virkaan astumista
1808–1809 Jakob Bonsdorff
1809–1818 Gustaf Johan Hosslenius
1820–1830 Henrik Reilin
1832–1843 Karl Åström
1844–1864 Johan Vilhelm Elmgren
1868–1874 Matias Laurillius
1876–1908 August Hildén
1910–1938 Anton Wilhelm Suurpää (Sederström)
1940– Wilho Johannes Wihervaara
Kappalaiset
1556 Raguald Hindrichsson
1581 Knuth
1585–1593 Laurentius Johannis
1604 Benedictus
1632–1636 Thomas Marci
1722–1770 Lars Bergius
1770–1786 Matthias Bethulin
1788–1805 Karl Gustaf Vendelin
1807–1816 Anders Lexén
1817–1821 Johan Rostedt
1822–1828 Daniel Ekvall
1829–1836 Fredrik Elers
1836–1856 David Nylund
1859–1865 Karl Johan August Gotthard Leidenius
1866–1868 Gustaf Granström
1871–1878 Johan Gustaf Hällfors
1879–1891 Vilhelm Oskar Richter
1896–1905 Viktor Pusa
1905–1906 Juho Hotinen, virka lakkautettiin 1909
Pitäjänapulaiset
1725–1730 Simon Fonselius
1733–1770 Matthias Bethulin
1771–1810 Israel Vikman
1813–1821 Johan Fredrik Engström
1823–1828 Karl Fredrik Vallenborg
1829–1830 Adam Viktor Zidbäck
1831–1832 Gustaf Adolf Saxbäck
1833–1836 David Nylund
1837–1841 Johan Henrik Hanelius
1841–1853 Karl Isak Nordlund
1857–1866 Gustaf Granström, virka lakkautettiin 1865
Ylimääräiset papit
1722–1723 Henrik Säkylensis, vt. kirkkoherra
1737–1740 Mikael Wanonius, vt. kirkkoherra
1744– Simon Bäcksten, kappalaisen apulainen
1752–1765 Johan Hortelius, kirkkoherran apulainen
1757– Kristian Rönlund, kappalaisen apulainen
1767–1771 Arvid Favorin, kirkkoherran apulainen
1773–1783 Gabriel Haberfelt, kirkkoherran apulainen
1773–1775 Henrik Krusberg, kappalaisen apulainen
1784–1788 Joakim Johan Johnsson, kappalaisen apulainen
1793–1794 Johan Strandelius, kirkkoherran apulainen
1795–1798 Matthias Harvelin, kirkkoherran apulainen
1798–1803 Anders Lexen, kappalaisen apulainen
1801–1803 Tomas Timoteus Kriander, kirkkoherran apulainen
1803–1806 Anders Henrik Schaeffer, armovuodensaarnaaja
1805–1807 Henrik Backman, armovuodensaarnaaja
1806–1807 Simon Helenius, armovuodensaarnaaja
1807– Henrik Reilin, apupappi
1807– Peter Fogelberg, apupappi
1809– Anders Helenius, apupappi
1810–1813 Anders Lundén, armovuodensaarnaaja
1821–1822 Johan Canstrén, armovuodensaarnaaja
1821–1823 Karl Fredrik Vallenborg, armovuodensaarnaaja
1827–1829 Julius Abraham Vidgrén, pitäjänapulaisen apulainen
1828–1833 Gustaf Elers, kirkkoherran apulainen
1828–1829 Johan Ambrosius Hedenberg, välisaarnaaja
1843 Gustaf Fredrik Palander, välisaarnaaja
1843–1844 Gustaf Oskar Teofil Sumelius, välisaarnaaja
1853–1854 Gustaf Oskar Aspelin, vt. pitäjänapulainen
1854–1857 Karl Johan Ahonius, vt. pitäjänapulainen
1891 Otto Vilhelm Åkerman, vt. kappalainen
1892 Väinö Valdemar Creutlein, vt. kappalainen
1892 Pekka Räsänen, vt. kappalainen
1892–1896 Paavo Hyttinen, vt. kappalainen
1906–1910 Juho Leimo Heininen, vt. kappalainen
Arkisto
Marttilan seurakunnan rippikirjat alkavat vuodesta 1737, tilikirjat vuodesta 1750 ja historiakirjat vuodesta 1696. Seurakunnan vanhinta arkistoa säilytetään Kansallisarkisto Turussa ja aineistokokonaisuus kattaa vuodet 1593–1979.
Kansallisarkisto on digitoinut Marttilan seurakunnan vanhimmat kirkonkirjat noin 1870-luvulle saakka ja aineisto on vapaasti tutkittavissa Astia-palvelussa. Suomen Sukuhistoriallinen yhdistys (SSHY) on digitoinut seurakunnan nuorempia kirkonkirjoja. Alle 125 vuotta vanhojen aineistojen tutkiminen vaatii kirjautumisen yhdistyksen jäsensivuille.