Une église fut construite dès les temps les plus reculés sous le vocable de saint Médard.
D'après une antique tradition, une fontaine jaillissante près du manoir de Chaudon servit de baptistère ; on l'enferma dans l'enceinte d'une petite chapelle, où l'on vénérait une statue de saint Médard, objet d'un pèlerinage pour diverses maladies, surtout pour la colique.
La chapelle étant tombée en ruines, la statue fut transportée dans l'église paroissiale, qui retrouva par le fait même son vocable primitif, auquel on avait substitué depuis quelque temps celui de saint Martin.
Au commencement du XIIe siècle, cette église fut donnée par un nommé Simon à l'abbaye voisine de Coulombs. Elle est mentionnée dans une charte de 1120 parmi les églises dont la possession est confirmée à l'abbaye par Geoffroy de Lèves, évêque de Chartres.
Aucun titre ne nous indique l'époque précise de la construction du monument actuel, mais les fenêtres qui existaient avant 1861, petites, inégales, et à plein cintre, comme celle qui se trouve derrière le maître-autel mais murée, accusaient une origine lointaine, en tout cas antérieure au XIVe siècle. La nef principale, mesurant 28 mètres sur 8, est terminée par une abside pentagonale.
Le bas-côté, édifié probablement au XIVe siècle, mesure 20 mètres sur 7,50 m. Il est composé de trois travées dont deux forment pignon à l'extérieur et la troisième sous le clocher. Ce dernier a été construit en 1549, comme le prouve la date gravée sur le linteau de la gracieuse porte latérale qui s'ouvre près de la tourelle hexagonale de l'escalier. La tour massive et puissante, avec ses assises régulières en grès, appuie ses angles sur d'épais contreforts et se termine par une toiture en charpente aiguë couverte en ardoise.
La porte d'entrée à plein cintre est surmontée de deux petites fenêtres également cintrées et sans ornement. Les neuf autres fenêtres sont ogivales et munies, depuis 1865, de grisailles pour les cinq de la grande nef et de vitraux pour les quatre de la nef latérale, où sont représentés la Sainte Vierge, sainte Thérèse, et sous le clocher, saint André et saint Louis.
Avant la Révolution, d'après un rapport daté de 1746, les armoiries des seigneurs de Chaudon et de Mormoulin étaient peintes sur les vitres de la principale croisée du chœur. On y distinguait une étoile et un croissant. Ces armoiries se voyaient aussi sur les murs à l'intérieur, probablement sur la litre seigneuriale qui avait été renouvelée même à l'extérieur, à la mort du sieur de la Bachellerie. Elles étaient encore gravées sur deux pierres tombales placées dans le sanctuaire.
Les deux cloches avaient également été données par les seigneurs de Mormoulin, la première par la grand-mère et la seconde par la veuve du messire J.B. de Loyac de la Bachellerie, Chevalier, seigneur de Mormoulin et Chaudon en 1609.
L'une fut enlevée à la Révolution, l'autre fut refondue en 1836, et nommée « Adrienne-Élizabeth » par Adrien Vigneron et Marie-Élizabeth Le Tellier, femme de M. Téton, maire.
L'église, exposée aux inondations de l'Eure, fut remblayée de plus d'un mètre et une petite porte communiquant avec le clocher est devenue trop basse ; l'édifice, désormais sans élévation, n'était pas trop disgracieux.
Sources bibliographiques : Documents Historiques sur les communes du canton de Nogent-le-Roi, publié par Ed. Lefèvre, chef de division à la préfecture d'Eure-et-Loir — 1864.