La chiesa di San Martino sorge nel centro del borgo di Pilcante e affaccia su una piazza molto angusta. L'edificio, orientato a sud-est, presenta una facciata in stile barocchetto, impostata su due ordini di quattro paraste, ioniche e composite, sormontate da un coronamento curvilineo. La navata è suddivisa in cinque campate di dimensioni irregolari, individuate da paraste con capitelli corinzi in stucco dipinto e dorato. Lungo la navata si aprono due coppie di cappelle simmetriche inquadrate da arcate a pieno centro d'ordine gigante; due cappelle minori si affacciano in corrispondenza della prima campata. Il presbiterio è rialzato su tre gradini e si presenta tutt'ora delimitato dalla balaustrata storica. Il campanile, indipendente, sorge a destra della facciata e presenta una cella campanaria illuminata da quattro bifore recanti mascheroni in chiave, ciascuna preceduta da una balconata a balaustri.

• Pianta
  • Pianta rettangolare con asse maggiore longitudinale; quattro cappelle a pianta rettangolare, simmetriche, si aprono in corrispondenza della seconda e quarta campata; due cappelle minori, anch'esse a pianta rettangolare, si collocano ai lati della prima campata. Presbiterio rettangolare; abside poligonale.
• Facciata
  • Facciata articolata su due ordini di paraste, ioniche nel livello inferiore e composite in quello superiore, che la scompartiscono in tre settori, di cui quello centrale di dimensioni doppie rispetto ai due laterali. Nei settori laterali si aprono nicchie centinate prive di statue, di cui le superiori recanti motivi decorativi in stucco. In basso al centro, articolato portale a stipiti modanati sostenenti architrave spezzato, stretto tra volute salienti e concluso da spezzoni di frontone curvilineo affiancati a una cimasa a cartella con doppie volute, a sua volta sormontata da gruppo scultoreo collocato entro nicchia. In alto al centro, ampia finestra a centinatura ribassata, rientrante, anch'essa recante ornamenti in stucco. Cornicione sommitale modanato, eminente in corrispondenza delle paraste, sormontato da coronamento curvilineo rinserrato tra lesene e montanti ricurvi, centrato da oculo cieco, affiancato da vasi fiammeggianti.
• Prospetti
  • Fiancate laterali ritmate da contrafforti; finestre rettangolari si aprono in corrispondenza di ogni campata.
• Campanile
  • Struttura indipendente con murature in pietra finite a intonaco e conci angolari. Scarpa a tronco di piramide; alzato scompartito su ogni lato in due ampie specchiature individuate da cornici lisce; sul lato sud si aprono due finestre con cornici sagomate. Cella campanaria illuminata su i quattro lati da bifore a tutto sesto, caratterizzate da colonne binate centrali e recanti mascheroni posti in chiave alle arcate. Ciascuna delle bifore è preceduta da un poggiolo pensile a balaustra, sostenuto da tre mensole a incastro. Copertura a padiglione affiancata da quattro vasi fiammati disposti in angolo.
• Struttura
  • Strutture verticali in muratura in pietrame, finita a intonaco tinteggiato. Strutture di orizzontamento: navata coperta da volta a botte unghiata in tufo; presbiterio coperto da volta a vela e abside da calotta a ombrello.
• Coperture
  • Tetto a due falde con manto di copertura in coppi. Sul lato sud è presente un campanile a vela, collocato in corrispondenza dell'innesto tra navata e presbiterio.
• Interni
  • Navata caratterizzata dal motivo della travata ritmica, definita da paraste intonacate, concluse da capitelli corinzi in stucco. Lungo la navata si aprono due coppie di cappelle speculari a pianta rettangolare, inquadrate da pilastri sorreggenti arcate a pieno centro. Altre due cappelle minori si aprono in corrispondenza della prima campata. Il presbiterio è elevato su tre gradini, separato da una balaustrata. Cornicione marcapiano modanato, caratterizzato da una fascia di rosette alternate a mensole fogliate, eminente in corrispondenza delle paraste, corrente lungo tutto il perimetro.
• Pavimenti e pavimentazioni
  • Navata e cappelle laterali: quadrotte di pietra calcarea bianche e rosse, a corsi diagonali; al centro della navata si dispone una corsia di lapidi sepolcrali raccordate le une alle altre da motivi a clessidra. Presbiterio: piastrelle romboidali, tricolori, disposte a formare motivi tridimensionali. Abside: mattonelle in cotto disposte a spina di pesce.
• Elementi decorativi
  • Affreschi sui pennacchi e sulla calotta della volta del presbiterio. Dipinti murali con motivi a candelabre a volute fogliate adornano gli elementi portanti della struttura (lesene, arcate, profili delle unghie della volta della navata). Bassorilievi in stucco dipinto e dorato fanno da cornice ai dipinti della navata, alle nicchie del presbiterio e incorniciano le figure degli evangelisti dipinte nei pennacchi della volta del presbiterio, nonché le finestre della chiesa; cartelle mistilinee in stucco sovrastano le finestre della navata e della controfacciata e l'arco santo; altre simili sono ripetute anche nel presbiterio. Altorilievi in stucco con angioletti reggilampada sono posti in corrispondenza delle arcate che individuano le cappelle laterali.

• 1319/08/13 ‐ 1319/08/13 (menzione intero bene)
  • L'antica chiesa di San Martino viene menzionata per la prima volta nel testamento di Guglielmo Castelbarco del 13 agosto 1319.
• 1735 ‐ 1736 (preesistenze intero bene)
  • Per ottemperare ad un voto fatto dalla popolazione di Pilcante, tra il 1735 e il 1736 la chiesa medievale, che presentava un portico esterno, un campanile e la sacrestia, viene ampliata con l'aggiunta di una cappella dedicata alla Vergine del Rosario.
• 1735 ‐ 1742 (preesistenze intero bene)
  • Tra il 1735 e il 1742 la chiesa medievale fu ulteriormente ampliata con l'aggiunta di due cappelle collocate probabilmente di fronte a quella del Rosario.
• 1742 ‐ 1742 (inizio lavori di riedificazione intero bene)
  • Nel 1742 la parrocchia di San Martino richiede alla curia di Verona il permesso di riedificare la chiesa. La fabbrica medievale fu interamente abbattuta, fatto salvo solo il presbiterio. Il progetto di rifacimento venne affidato all'architetto lombardo Bernardo Tacchi il Vecchio.
• 1742 ‐ 1742 (demolizione campanile)
  • Nel 1742 fu demolito il campanile della chiesa medievale.
• 1742 ‐ 1744 (riedificazione intero bene)
  • Nel 1742 si procedette allo scavo delle fondazioni della chiesa e nel biennio successivo vennero innalzati i muri perimetrali. Le lastre di rivestimento della zoccolatura interna ed esterna della chiesa furono forniti dal tagliapietre castionese Valentino Villa. La volta fu realizzata nell'estate del 1744.
• 1744/01/26 ‐ XVIII (decorazione facciata)
  • Alla data 26 ottobre 1744 del libro spese della fabbrica della chiesa è registrato un contratto con un non meglio specificato pittore, forse Orlando Fattori, per "il quadro di Santo Martino nel cimier". L'opera è stata identificata con il dipinto che doveva occupare l'oculo cieco posto al centro del fastigio della facciata, oggi illeggibile.
• 1744/10/20 ‐ 1744/10/20 (benedizione intero bene)
  • La nuova chiesa fu benedetta il 20 ottobre 1744.
• 1745 ‐ 1748 (decorazione intero bene)
  • Nel 1744 cominciarono gli interventi preparatori all'esecuzione della decorazione a stucco, condotta tra il 1745 e il 1747 dalla bottega di Antonio Borghi. I lavori procedettero dall'abside verso la controfacciata. Lo stuccatore fu saldato solo nel 1748.
• 1746 ‐ 1746 (decorazione presbiterio)
  • Nel 1746 il pittore Orlando Fattori eseguì gli affreschi del presbiterio, conclusi entro il mese di settembre dello stesso anno.
• 1749 ‐ 1750 (pavimentazione intero bene)
  • Tra il 1749 e il 1750 i tagliapietre Valentino Lucchi e Valentino Bonomi fornirono le quadrotte per la pavimentazione.
• 1753 ‐ 1756 (costruzione campanile)
  • L'attuale campanile venne costruito tra il 1753 e il 1756 circa su progetto di Bernardo Tacchi.
• 1756 ‐ 1756 (costruzione sacrestia)
  • La sacrestia venne costruita nel 1756.
• 1762/04/30 ‐ 1762/04/30 (consacrazione intero bene)
  • La nuova chiesa fu consacrata dal vescovo di Verona Nicolò Antonio Giustiniani in occasione della visita pastorale del 30 aprile 1762.
• 1776 ‐ 1776 (completamento facciata)
  • Nel 1776 venne murato in facciata il portale maggiore, opera di ignote maestranze lombarde eseguita su probabile disegno di Bernardo Tacchi.
• 1785/08/23 ‐ 1787/01/22 (cambio giurisdizione intero bene)
  • La parrocchia di Pilcante era originariamente soggetta alla pieve di Brentonico, che rientrava nella giurisdizione della diocesi di Verona. Con decreto del 23 agosto 1785 papa Pio VI diede seguito alla richiesta dell'imperatore d'Austria Giuseppe II di far coincidere i confini diocesani con quelli amministrativi e staccò le parrocchie di Avio, Brentonico, Pilcante, Borghetto, Prada e Corné dalla diocesi di Verona. La formale rinuncia alle parrocchie citate da parte di Giovanni Morosini, vescovo di Verona, venne comunicata al principe vescovo trentino Pietro Vigilio Thun soltanto il 22 gennaio 1787.
• 1817 ‐ 1817 (costruzione campaniletto a vela)
  • Il campaniletto a vela posto in corrispondenza dell'innesto tra presbiterio e navata fu costruito con ogni probabilità nel 1817.
• 1882 ‐ 1882 (restauro intero bene)
  • Nel 1882 il "maestro muratore" Giuseppe Morandini di Ala stipulò un contratto con il parroco di Pilcante, don Giuseppe Fontana, per i lavori di ristrutturazione della chiesa. L'intervento consistette nel risanamento della volta e delle murature, compromesse da crepe e buchi, del cornicione e degli stucchi.
• 1910 ‐ 1910 (restauro intero bene)
  • Nel 1910 furono rifatti gli intonaci esterni dell'edificio.
• 1915 ‐ 1916 (modifica sacrestia)
  • Nel 1915 venne aperta la porta di collegamento tra il presbiterio e la sacrestia. Nello stesso anno fu trasformato l'andito d'accesso alla sacrestia, la cui decorazione pittorica delle pareti venne eseguita nel 1916 da parte di pittori soldati.
• 1919 ‐ 1923 (ristrutturazione tetto)
  • Nel 1919 il Genio Civile procedette alla riparazione del tetto della chiesa, danneggiato nel corso del primo conflitto mondiale. Nel 1923 furono montate le gronde nella zona dell'abside.
• 1927/01/20 ‐ 1930 (decorazione intero bene)
  • Il 20 gennaio 1927 la Commissione Diocesana Arte Sacra approvò il progetto di decorazione pittorica della navata elaborato dal pittore Agostino Aldi. L'esecuzione dei motivi decorativi a candelabre e a volute disposti lungo gli elementi portanti della struttura seguì solo nel 1930.
• 1929 ‐ 1929 (variazione d'uso cappelle laterali)
  • Nel 1929 il fonte battesimale fu posto nella cappella prima a sinistra. Nello stesso anno il vano di fronte fu trasformato in cappella per riporvi la statua della Madonna delle Grazie.
• 1929/07/06 ‐ 1929/07/06 (titolazione intero bene)
  • Il 6 luglio 1929 l'arcivescovo trentino Celestino Endrici concesse alla chiesa parrocchiale di Pilcante il titolo di "arcipretale".
• 1938 ‐ 1939 (restauro campanile)
  • Nel 1938 fu riparata la parte superiore della copertura del campanile e il 7 dicembre 1939 il Comune di Ala fece collocare "sui grandi vasi che stanno in cima al campanile, quattro fiamme di pietra, in sostituzione delle vecchie corrose dal tempo".
• 1989 ‐ 1989 (restauro campanile)
  • Nel 1989 furono condotti importanti lavori di ristrutturazione e consolidamento del campanile (progetto: ingegnere Sisto Campostrini; esecuzione: ditta Leno di Rovereto).
• 2002 ‐ 2004 (restauro intero bene)
  • Tra il 2002 e il 2004 la chiesa subì un intervento generale di restauro.

• presbiterio ‐ aggiunta arredo (1973)
  • Collocazione di una mensa in legno di tipo a tavolo al centro del presbiterio; introduzione di un leggio addossato alla balaustrata utilizzato come ambone. La sede, posta su predella propria all'interno dello spazio presbiteriale, non è fissa ma costituita da una poltrona in legno, imbottita. La balaustrata non è stata rimossa o modificata. Il progetto ha ottenuto un'approvazione "di massima" da parte dell'ufficio Arte Sacra.