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Die Martinskirche ist die evangelische Hauptkirche der Stadt Sindelfingen und eine der ältesten Kirchen in Baden-Württemberg. Die Kirchweihe war 1083. Sie gehörte zum 1477 aufgelösten Stift Sindelfingen.
Eine erste Kirche stand wohl bereits im 7. Jahrhundert an dieser Stelle. Dies wird aus dem Hauptpatrozinium des heiligen Martin geschlossen, der in karolingischer Zeit sehr beliebt war. Zudem fand man bei Grabungen einen christlichen Friedhof aus dem 8. Jahrhundert. Auf den Grundmauern dieser Kirche entstand ab etwa 1059 die dreischiffige, romanische Basilika mit flacher Holzdecke. Anlass war die Stiftung eines Benediktinerklosters durch Graf Adalbert II. von Calw, das er später zu einem weltlichen Chorherrenstift umwandelte. Der Bau der Kirche begann 1080, sie wurde am 4. Juli 1083 vom Bischof von Würzburg und vom Erzbischof von Salzburg geweiht, war aber erst 1132 unter Welf VI. von Spoleto fertiggestellt. Das Chorherrenstift wurde an der Stelle eines älteren Herrenhofes der Grafen von Calw erbaut. Die Kirche diente sowohl dem Stift als auch der örtlichen Kirchengemeinde. Bereits 1540 hatte Sindelfingen den ersten evangelisch-lutherischen Pfarrer namens Martinus.
Die Kirche wurde in der traditionellen Basilikaform gebaut. Der Chorraum war ursprünglich als Hochchor mit einer Krypta gestaltet. Er schließt mit drei Apsiden ab. Der romanische Turm war ursprünglich ein freistehender Campanile und ist 42 m hoch. Das Dach des Turmes und die Sakristei wurden erst 1270 in gotischer Zeit unter Chorherr Konrad von Wurmlingen gefertigt. Die Turmform, die Pfeilerarkaden sowie die Gliederung der drei Apsiden deuten auf italienische Einflüsse hin.
Aus der Bauzeit hat sich die 900 Jahre alte Tannenholzdecke erhalten. Das Deckengemälde mit den Symbolen der Evangelisten ist in einem altertümlichen Stil gehalten, wurde aber erst 1933 nach einem Entwurf von Ernst Fiechter geschaffen. Die Tür im Westportal zieren romanische Beschläge aus dem 12. Jahrhundert. 1973 wurde im Boden der Kirche ein Münzschatz aus dieser Zeit gefunden.