Kolegiata św. Marcina to najcenniejszy zabytek Opatowa. Kościół został wzniesiony w 2 poł. XII w., w 1471 r. przeniesiono tu parafię z kościoła Wniebowzięcia NMP. Obiekt przebudowano w 2 poł. XV w., lecz już w 1502 r. uległ on zniszczeniu podczas najazdu Tatarów. Odnowiono go i ponownie przebudowano w 1 poł. XVI stulecia – do tego okresu wnętrze miało wystrój romański. Świątynię restaurowano także w 2 poł. XVI i w XVII w. W latach 1710-40 kolegiatę znów przebudowano i gruntownie odnowiono, a także wykonano nowe wyposażenie.

Kolegiata św. Marcina to budowla romańska, orientowana, z przekształceniami i elementami późnogotyckimi, renesansowymi i barokowymi. Zbudowano ją z ciosów piaskowca na rzucie krzyża łacińskiego, jako świątynię trójnawową, bazylikową, z transeptem i dwuwieżową fasadą. Przy ramionach transeptu od wschodu widnieją dwie półkoliste apsydy, a wzdłuż naw bocznych ciągną się przybudówki z XV i XVI w., później ujednolicone i otynkowane. Wart uwagi jest portal główny, a nad nim płaskorzeźbiony fryz romański z motywem czworoliści i gryzących się potworków. Dwuspadowe dachy pochodzą z 1 poł. XVIII w., a późnobarokowa wieżyczka na sygnaturkę ma na chorągiewce datę: 1734.

Wąskie romańskie okna zachowały się dobrze w prezbiterium, transepcie i absydach. Niektóre otwory okienne poszerzono w XVI w. lub wybito na nowo po zamurowaniu dawnych. Portale i odrzwia kolegiaty są kamienne. Wewnątrz zachodniego, romańskiego portalu wstawiono ostrołukowy portal gotycki z XV w. - ponad nim, w tympanonie widać arkadki maswerkowe i resztki ornamentów roślinnych. Wewnątrz świątyni znajduje się jeszcze jeden portal romański, pierwotnie zewnętrzny, prowadzący obecnie z kruchty północnej do nawy bocznej, z parami kolumienek zdobionych ornamentem roślinnym i motywem kręconego sznura. Żelazne drzwi kolegiaty z początku XVI w. zdobi skośna krata z rozetami. W ścianie wschodniej widoczne są zamurowane odrzwia romańskie, prostokątne z półkolistym tympanonem – odkryto je w 1953 r. Zewnętrzny portal gotycko-renesansowy (1514-58) prowadzący do kruchty północnej ufundował Krzysztof Szydłowiecki. Zdobi go płaskorzeźbiona dekoracja roślinna oraz herby: Odrowąż Szydłowieckich i Łabędź matki Krzysztofa, Zofii z Pleszowa. Warto też zobaczyć portal prowadzący z nawy północnej do skarbca (1609), pokryty motywem skośnych rombów oraz dwa marmurowe portale do zakrystii wikariackiej z 2 ćw. XVIII w., z ażurowo rzeźbionymi drewnianymi drzwiami.

Nawa główna ma późnogotyckie sklepienie kolebkowe z lunetami i dekoracyjnymi żebrami. Całe wnętrze kościoła pokryte jest barokową polichromią, wykonaną w kilku fazach i przez kilku malarzy na przestrzeni XVIII w. W dawnym kapitularzu, na zewnętrznej ścianie wieży południowej, widnieje wielofigurowa, gotycka, odrestaurowana ostatnio scena Ukrzyżowania. W prezbiterium, w poszczególnych przęsłach sklepień, podziwiać można sceny na tle chmur, m.in.: Apoteozę św. Marcina, Św. Marcina jako dobrego pasterza, Chwałę w niebie. Na ścianach tarczowych przedstawiono sceny z życia św. Marcina oraz sceny, w których występuje on jako patron kolegiaty: wręczenie planów, budowę świątyni. Na ścianie wschodniej prezbiterium wyobrażono Matkę Boską wśród aniołów, a w ramieniu transeptu - Adorację Niepokalanego Poczęcia. Na pozostałych ścianach prezbiterium i transeptu znajdują się odmienne stylowo sceny historyczno-batalistyczne: Bitwa na Psim Polu, Bitwa pod Grunwaldem, Odsiecz Wiednia i dwie Bitwy pod Chocimiem. Po obu stronach nawy głównej widoczne są m.in. symboliczne postacie trzymające tarcze z herbami województwa sandomierskiego i właścicieli Opatowa (Odrowąż Szydłowieckich, Leliwa Tarnowskich, herb Ostrogskich, Śreniawa Lubomirskich) oraz dziesięciu apostołów. Ołtarze w stylu regencji pochodzą z XVIII w. W ołtarzu głównym można podziwiać rzeźby świętych biskupów i obraz św. Marcina. W pozostałych ołtarzach znajdują się m.in.: obraz św. Józefa (lewy przy tęczy), obraz św. Karola Boromeusza (prawy przy tęczy), krucyfiks i atrybuty Męki Pańskiej oraz obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem i św. Janem (XVI w.) wg tradycji przywieziony z Włoch przez Krzysztofa Szydłowieckiego (w absydach), a także obrazy św. Jana Nepomucena i św. Antoniego Padewskiego (w narożach transeptu). Inne warte uwagi elementy wyposażenia to m.in.: ambona regencyjno-rokokowa (XVIII w.), drewniany chór muzyczny (ok. 1730 r.), gdzie przecinające się belki tworzą czworokątne kasetony z rozetami oraz trzy kropielnice (jedna w kształcie pucharu, wg tradycji współczesna z kościołem, druga - barokowa z herbem Nałęcz i trzecia - klasycystyczna).

W lewej nawie poprzecznej znajdują się również nagrobki Szydłowieckich: Ludwika Mikołaja (1 poł. XVI w.), Krzysztofa (przed 1532 r., ze scena tzw. Lamentu opatowskiego), jego córki Anny (renesansowy z 1536 r., z marmuru węgierskiego, z leżącą postacią zmarłej i tablicą inskrypcyjną), jego syna Zygmunta (płaskorzeźbiona płyta z leżącym dzieckiem z 1530 r.). Wykonanie nagrobków przypisuje się budowniczym kaplicy Zygmuntowskiej na Wawelu, wśród których byli najbliżsi współpracownicy Bartłomieja Berrecciego - Jan Cini ze Sieny i Bernardino de Gianotis.