Situata nel cuore del Foro Romano, la chiesa accademica dei Ss. Luca e Martina presenta una complessa vicenda costruttiva.
La fondazione della piccola chiesa dedicata alla martire romana Martina, risalente al VII secolo, si deve a papa Onorio I.
Restaurata e riconsacrata nel XIII secolo da Alessandro IV, la chiesa di S. Martina viene donata nel 1588 all’Accademia di San Luca con bolla di Sisto V in cambio della chiesa di S. Luca, patrono dei pittori, distrutta a seguito degli interventi attuati in piazza Santa Maria Maggiore. Il patronato della chiesa si trasmette dunque alla nuova sede, incorporando il titolo di S. Luca in quello di S. Martina.
Che la chiesa non versasse in buone condizioni è attestato anche dalla Sacra Visita del 1625, denunciate la fatiscenza dell’ edificio appena un decennio prima dell’intervento cortoniano, che ebbe inizio nel 1634.
Ed è proprio a partire dalla chiesa inferiore che Pietro da Cortona impronta il progetto di rinnovamento dell’edificio, forse già sperando di ritrovare le reliquie di Santa Martina che, come fu nel caco di Santa Bibiana, avrebbero potuto suscitare l’interesse del cardinale Barberini o di suo zio Urbano VIII. E nell’ ottobre 1634, avviene il ritrovamento delle sacre reliquie, provocando lo sperato interessamento del pontefice e del cardinale Barberini.
Durante la prima fase (1635-39) i lavori procedono speditamente. Nel giugno 1637 l’ordine inferiore della facciata è compiuto fino al cornicione. Solo nel 1648, tornati a Roma l’architetto le opere riprendono, portando nel decennio seguente a completamento l’ordine superiore della facciata, i muri dell’abside retrostante e la decorazione a stucco del catino di controfacciata. Negli anni ’60 si lavora alla cupola, alla lanterna e alle loro finiture, nonché alla decorazione a stucco delle absidi del braccio trasversale.
Nei secoli seguenti anche l’isolato della chiesa subisce rilevanti trasformazioni, dapprima con l’esecuzione degli scavi del Foro (inizio Ottocento), che portano il livello dell’area circostante alla quota archeologica ambiando la percezione della prospettiva della chiesa. La pianta, è affine a una croce greca con quattro absidi, ma i bracci del transetto sono più corti di quello longitudinale, e la curvatura è più schiacciata.
All'interno lo spazio è dominato dall'alta cupola; i pennacchi di raccordo sono decorati con i Quattro simboli degli Evangelisti in stucco, opera di Camillo Rusconi.
Nell'altare maggiore si può ammirare il San Luca Evangelista che dipinge la Madonna, copia del caravaggesco Antiveduto Gramatica del dipinto di Raffaello, oggi alla Galleria dell'Accademia di San Luca. Nel transetto è collocata una pala di Sebastiano Conca.
Perla di questa chiesa è la cripta, anch'essa opera di Pietro da Cortona, che riprende in piccolo le linee architettoniche della chiesa superiore e decorata in stucco con rilievi di Alessandro Algardi.