De aan Sint-Martinus gewijde kerk is in de hoge middeleeuwen dekenaatkerk geworden en daarmee de moederkerk van Westergo. De huidige kerk is het resultaat van een ambitieus nieuwbouwprogramma in de 15de eeuw. Dat begon in het eerste kwart van de 15de eeuw met de bouw van een robuuste toren, waarvan de bovenste twee geledingen in het derde kwart van deze eeuw tot stand zijn gekomen en in de 17de eeuw de bekroning met een zadeldak. De vernieuwing van de kerk begon in 1446 met de westzijde van het schip. Tegen het midden van die eeuw werden aan de noord- en zuidzijde flinke toegangsportalen gebouwd (die aan de noordzijde is in 1909 gesloopt). Het oostelijke deel van het schip en het rijzige koor zijn daarna gebouwd en konden in 1461 worden voltooid. Vijf jaar later is aan de noordzijde een sacristie gebouwd, die vrij zeker in het midden van de 17de eeuw is verlaagd en onder de doorlopende kap van de noordbeuk gebracht.
Het resultaat is een ruime pseudobasilicale kerk die bestaat uit een schip met zijbeuken die langs de toren doorlopen. In de zijbeuken staan spitsboogvensters tussen tweemaal versneden steunberen; aan de noordzijde zijn de laatste twee traveeën – de sacristie – voorzien van hoge rechthoekige vensters onder korfbogen. Daar rijst uit het dak een traptoren met spits op. Tussen de kap van het schip en de aankappingen van de zijbeuken is het muurwerk aan de westzijde blind, terwijl de oostelijke traveeën enige verlichting krijgen van ronde vensters. In het koor staan zeer hoge spitsboogvensters tussen zware steunberen die met hogels zijn bekroond.
Het interieur is gedekt door stenen gewelven, alleen aan weerszijden van de toren zitten houten tongewelven. Het schip heeft stergewelven tussen gordelbogen die evenals de minder hoge scheibogen rusten op ronde kolommen. De zijbeuken hebben kruisgewelven. Boven de scheibogen zijn de wanden voorzien van nissen met traceringen, een soort schijnlichtbeuk. Waar geen hoge vensters zijn heeft het koor zeer hoog oprijzende nissen waardoor de koorruimte wel heel hemels is geworden. Op een noordelijke koornis is vaag een schildering te zien van de bisschop van Utrecht en de deken van Bolsward, Watse van Heerma (circa 1560). Op een van de schipgewelven zitten decoratieve schilderingen en in de noordbeuk zijn op de gewelven grotendeels goed bewaarde schilderingen van omstreeks 1475 te zien met voorstellingen van de Annunciatie, Geboorte, Besnijdenis, Aanbidding der wijzen, Vlucht naar Egypte, Kindermoord, Presentatie in de tempel, Doop in de Jordaan, Verzoeking in de woestijn en Bruiloft van Kana.
De kerk bezit bijzonder rijk meubilair. De koorbanken, waarvan de noordoostelijke afkomstig is uit de Broerekerk, behoren tot het fraaiste gotische snijwerk van Nederland. Ze zijn met baldakijns en vouwwerk in de rugpanelen gesierd en de wangen laten bijbelse taferelen en voorstellingen van heiligen zien, zoals scènes uit het leven van Maria, de kerkpatroon Sint-Martinus, Sint-Joris, Sint-Barbara en Sint-Catharina, maar ook Judith en Holofernes, Salomo’s Oordeel, de Mannaregen en Abrahams offer. De preekstoel is ontworpen door Gerben Wopkesz.; Pieter Jurjensz., Johannes Kinnema en Piter Posthuma voerden hem uit in 1660-’62. De kuip wordt gedragen door twee grote adelaars en een mollige engel. In de panelen tussen de gewrongen, omrankte zuilen zijn verrassende voorstellingen van de vier seizoenen gesneden en in front de Bijbel onder een boog met de tekens van de dierenriem. Het klankbord draagt een drie verdiepingen tellende lantaarn met gewrongen zuiltjes en een bekroning van adelaars en de keizerskroon. De preekstoel wordt gerekend tot de fraaiste van Nederland uit de baroktijd.
De gotische doopvont van hardsteen is afkomstig uit de kerk van Kuinre. In de vloer ligt een gevarieerde collectie grafzerken, waarbij twee renaissancezerken van Benedictus Gerbrandtsz. en de fraaiste portretzerk van Friesland, die voor Godschalk van Heerma en diens tweede vrouw Sits van Cammingha, in 1620 vervaardigd door Hans Schuyneman. Het monumentale orgel met rugpositief is in 1781 vervaardigd door Albertus Anthoni Hinsz (tachtig jaar later uitgebreid door firma L. van Dam & Zn.) met een kas van Jan Nooteboom en snijwerk van Hermannus Berkebijl.