La reforma se realizó en tres fases; la primera en 1541, la segunda en 1547 y la tercera en 1581. Las primeras obras fueron encargadas por el concejo de Biel, el vicario y los racioneros al arquitecto Francisco de Marrubiza y tras fallecer este (1552) a su nieto Juan de Marrubiza y a Domingo de Aranzalde.
Esta obra fue financiada por el ayuntamiento de la villa y los canónigos de la parroquia y se pagó con los recursos propios del pueblo y algunos vecinales que organizó el ayuntamiento.
Toda esta información la halló la historiadora Marisancho Menjón en el archivo de protocolos notariales de Ejea de los Caballeros.
La 1.a fase de la restauración se inició en 1991, trabajando fundamentalmente en las cubiertas y galerías del edifico. En la 2.a fase, de 1994 a 1998, se llevó a cabo la restauración exterior de la sillería y, sobre todo, el ladrillo de la galería de arquillos típica aragonesa y decorada con azulejos, los cuales fueron fabricados expresamente para poder ser repuestos.
En la 3.a fase, realizada en 2003, se tenía intención de controlar las humedades y recuperar el interior del edificio. Es en esta fase cuando durante los trabajos realizados en bóvedas y muros y por unas catas que se hicieron, se encuentra la cripta que fue recuperada en una cuarta fase a la vez que los pavimentos.
Fue ampliada en la segunda mitad del siglo XVI en el lugar en el que se asentaba la primitiva iglesia románica.
La iglesia está dedicada a San Martín. Anteriormente se asentaba la primitiva iglesia románica, la cual se tiene como hipótesis que se construyó en el tercer cuarto del siglo XI.
Es de nave única de tres tramos más el presbiterio (área del altar mayor hasta el pie de las escaleras por donde se sube a él y que normalmente suele estar cercada por una reja o barandilla), rematada por un ábside poligonal. Posee nueve capillas laterales, las del lado del órgano excavadas en la piedra, las del otro lado son de obra.
Se cubre con bóvedas de crucería estrellada. Los nervios de las bóvedas se apoyan en ménsulas de piedra que están decoradas con elementos vegetales y animales que se unen por una moldura decorada que recorre todo el perímetro de la iglesia.
La bóveda que sustenta el coro es también estrellada y casi plana. Es aquí donde se produce la conexión entre el cuerpo principal de la iglesia y la capilla del Rosario, desde donde se pueden ver los restos de las arquivoltas de un arco de la primitiva iglesia.
El Órgano de la Iglesia San Martín de Biel, fue construido en 1782 por Diego Gómez en Larraga, Navarra y originalmente colocado sobre la tradicional tribuna al lado izquierdo del coro alto, fue trasladado y reformado parcialmente en los años sesenta del siglo veinte para salvarlo del riesgo de que se cayera junto con la tribuna, que estaba en muy malas condiciones.
Su restauración completa e instalación en su sitio original, concluyó en el año 2010. Según los técnicos, es un órgano extraordinario y monumental que mide algo más de siete metros de alto, cuatro de ancho y casi dos de profundidad.