La prima menzione certa della pieve compare in un documento del 1174: ubicata presso i confini di Campiglio, sorgeva ai piedi dei colli con la facciata sulla via Claudia che da Savignano volgeva verso il fiume Panaro. Fu intitolata a San Martino: da documenti d'epoca si rinviene infatti la denominazione di un San Martino in centum ripis, con riferimento alle rive del Panaro.

La pieve si ridusse pressoché in rovina; nel 1615 fu eretto un oratorio che conservò dell'edificio romanico soltanto le tre absidi. Nel tempietto, dedicato alla Beata Vergine della Pieve, fu collocata una statua che si suppone d'epoca medievale raffigurante la Madonna in trono col Bambino, oggetto di grande venerazione, attestata dalla presenza di vari ex voto.

L'attuale edificio possiede un  aspetto seicentesco: preceduto da un portico, è dotato di un piccolo campanile sul tetto e lateralmente si innesta a un fabbricato adibito a canonica. Nell'interno, soltanto la parte absidale, con volta a sesto acuto, e gli attacchi delle arcate, con lisci capitelli troncoconici rovesciati, appartengono alla primitiva pieve. Murati nell'abside centrale, due frammenti in pietra con rilievi a treccia testimoniano dell'esistenza di una costruzione ancora precedente all'epoca romanica; infatti, l'antichità dell'insediamento religioso è attestata dai ritrovamenti, sotto la navata centrale, di un sacello preromanico.

Le tradizionali funzioni che si celebrano il primo sabato di maggio e l'8 settembre testimoniano il forte legame, ancora oggi esistente, tra l'antica pieve e la popolazione vignolese.