Церковь была построена до революции 1917 года крестьянами-торговцами Сумароковыми из деревни Мартыново: Андрианом Ивановичем или его сыном Михаилом Андриановичем. Первоначально она находилась в другом месте и имела два этажа: на втором этаже жил хозяин, а на первом вёл торговлю.

В 1920-е годы Сумароковы уехали в Ленинград, и здание перешло в собственность местного колхоза «Восход». Двор использовали как колхозную ферму, а жилые помещения отдали семье доярки. В 1930-е годы в здании разместились колхозные ясли, которые закрылись с началом Великой Отечественной войны. В 1940-е годы здесь проводились деревенские собрания и беседы.

В 1950 году, когда Мартыновская школа была преобразована из начальной в семилетнюю, здание стало школьным. Обучение в нём продолжалось до 1956 года, когда сельсоветская комиссия постановила, что здание не соответствует современным образовательным требованиям. В 1957 году старый особняк разобрали: первый этаж пошёл на дрова, а второй был перенесён на новое место. Однако помещений не хватало, и здание расширили: сначала пристроили дом из деревни Нефина, а затем добавили сруб из нового леса, заготовленного под Черницыном.

В 2011 году Мартыновская школа была закрыта, и здание передали Этнографическому музею кацкарей. Однако оно не использовалось из-за удалённости от основной музейной территории. С 2013 года, по инициативе настоятеля мышкинского Никольского собора отца Сергия и с благословения епископа Рыбинского и Угличского Вениамина, здание начали перестраивать под церковь Смоленской Божией Матери. На данный момент работы ведутся только в «сумароковской» части: обновили крышу, построили новое крыльцо и установили главку. Крест на главке был освящён 19 июня 2015 года владыкой Вениамином, мышкинским благочинным отцом Александром и отцом Сергием. Внутри здания проведена перепланировка: теперь там есть алтарь, храм, пономарская и церковная лавка. Православная община деревни Мартынова приобретает иконы и церковную утварь, а в планах, отремонтировать всё здание.