La commune de Graye possède une Eglise qui date du 12ème siècle. Elle est sous le patronage de St Martin de Graye.

Elle a été brûlée par les huguenots, dit-on, puis fût reconstruite par le seigneur du village, aidé des habitants du prieuré. Elle a encore été brûlée au début du 19e, et est restée 4 années sans êtes reconstruite. Lors du partage du marais de Graye, une grande portion de terrain, nommée les Préaux, fut donnée au seigneur du village par les habitants pour reconstruire leur église. Ce qui fut fait.

En 1873, la foudre tomba sur le clocher qui se trouvait au milieu de l'église et dans sa chute fit écrouler une partie du chœur qui était très vieux. La municipalité de Graye a fait reconstruire ce chœur  d'après l'ancien style et une somme de quinze mille francs environ a été employée. Des personnes charitables de la commune firent don à l'église de six vitraux coloriés.

Au milieu du 19e, lors de l'arrivée d'un nouveau desservant dans la paroisse, les habitants heureux de posséder un pasteur firent une quête et réunirent  une somme pour l'église. L'année d'après des touristes visitant le village allèrent voir l'intérieur de l'église. Quelle fut leur surprise de voir un mobilier si pauvre Ils envoyèrent des fonds au curé qui, réunie avec le produit d'une loterie que celui-ci avait faite, servirent à la reconstruction des bancs-stelles dans le chœur.

La cloche actuelle date de 1822. L'inscription qui est marquée dessus est : "Bénite par les citoyens Sr Guillemette curé de Graye -  M. Leray,  trésorier - François, Gabriel, Rolland, maire de ce lieu…".

Au dix septième siècle, il devait y avoir une abbaye où les moines desservaient la paroisse à tour de rôle. Elle a été abolie en 1793 au moment de la Révolution.

             De l’édifice ancien, il reste l’arc d’ogive orné de sculptures romanes qui date de la deuxième moitié du 12e siècle, ainsi que le chapiteau gauche représentant Daniel dans la fosse aux lions.
Le mur de la nef coté sud date du 13e siècle, le porche qui lui est accolé date de la Guerre de Cent Ans et une vieille tradition veut qu’il ait été construit par les anglais.
Aux 15e- 16e siècles l’église a été ornée du retable de l’autel Saint-Martin, patron de la paroisse, classé par les Beaux-arts. On voit Martin, soldat romain, donnant la moitié de sa tunique au pauvre qui se tient au pied de son cheval.
Le Maître-autel, de pur style classique, date du 17e siècle. Le devant d’autel est en perles brodées avec, au milieu, la scène des disciples d’Emmaüs. Le tableau de fond représente le baptême du Christ.
Le mur nord de la nef a été restauré au 18e siècle sous le règne de Louis XV. De cette époque datent la charpente actuelle. La voûte s'est effondrée en 1944, lors du débarquement. Au 19e siècle l’église a été agrandie vers l’ouest depuis la dernière fenêtre nord. La voute et les fenêtres du chœur ont été reconstruites après l’éboulement du clocher datant du 16e siècle. Le clocher actuel a été achevé le 4 septembre 1943, la première pierre ayant été posée le 4 janvier 1941.