Gelegen in het hart van Lyon, op het schiereiland tussen Rhône en Saône, werd de basiliek van Saint-Martin d'Ainay gesticht in de 5e eeuw, tijdens de Hoge Middeleeuwen. Door de eeuwen heen getransformeerd, werd het tussen de 9e en 11e eeuw gemoderniseerd en kreeg het een elegante romaanse stijl.
In de 16e eeuw beschadigd tijdens de godsdienstoorlogen, raakte de voormalige abdij geleidelijk haar gebouwen kwijt. In de 18e eeuw bleef alleen de kerk van Saint-Martin behouden, nu verheven tot basiliek.
In de 19e eeuw met vernietiging bedreigd, werd het vervolgens volledig gerenoveerd, met een radicale transformatie. De huidige basiliek Saint-Martin d'Ainay is gebouwd op een basiliekplan met rond het koor de vier Romeinse zuilen van het altaar van Rome en Augustus dat in de oudheid op de hellingen van de Croix-Rousse stond.
Bezoekers kunnen ook zeer mooie mozaïeken, schilderijen en andere sculpturen uit de romaanse periode of de 19e eeuw ontdekken. De basiliek van Saint-Martin d'Ainay de Lyon, geklasseerd als historisch monument, verleidt ook met zijn buitenkant, met name een klokkentoren-veranda die uitmondt op meer dan dertig meter met een 11e-eeuwse basis en een gewelfd gewelf uit het einde van de 12e eeuw.