Die ältesten Teile der ehemaligen Marien-Stiftskirche sind römischen Ursprungs. Beim Bau der Kirche im Mittelalter wurde der Eckraum eines römischen Palatiolum zur Vierung einer kreuzförmigen Kirche umgestaltet.
Der nach Süden gerichtete Chor und der östliche Kreuzarm entstanden aus vorhandenen Risaliten, westlicher Kreuzarm und Langhaus wurden aus den angrenzenden Räumen gewonnen.
Im 12. Jahrhundert wurde das Langhaus erweitert, nach 1233 begann man mit der Einwölbung des Baus. Die Kirche blieb seither weitgehend unverändert erhalten. 1802 war sie säkularisiert und in der Folge als Scheune und Lagerraum profaniert worden. 1944 wurde der westliche Kreuzarm zerstört. An seiner Stelle wurde nach Abbruch der ehemaligen Marienkapelle von Architekt Heinrich Otto Vogel (1898-1994) ein großes Querhaus erbaut. Erhalten blieb der 5/8-Chor der Kapelle von 1468.
Die Stiftskirche wurde am 30. September 1962 als Pfarrkirche St. Marien - St. Martin eingeweiht. Die andere Kirche Pfalzels, St. Martin aus dem Jahr 1779, wurde daraufhin in den Jahren 1964 bis 1966 zum Pfarrheim umgebaut.
Die Metzler-Orgel
Im Erweiterungsbau errichtete im Jahr 2000 Metzler Orgelbau aus Dietikon in der Schweiz eine neobarocke, vollmechanische Orgel. Das auch optisch neobarocke Werk verfügt über Hauptwerk, Brustwerk, Rückpositiv und Pedal und zählt zu den edelsten Instrumenten Triers.
