La ermita rupestre de San Martín se encuentra en las afueras de Villarén de Valdivia, en la provincia de Palencia, situada en una zona elevada y excavada en roca caliza siguiendo la tradición altomedieval . Esta ermita está ubicada específicamente en el famoso monte Bernorio, en la parte más alta y a la izquierda de las primeras casas del pueblo.
Tiene un vano de iluminación en el muro sur del testero derecho, para que en la otra cámara entrara luz se abrió una ventana en el muro de separación. Los arcos torales son, en ambos ábsides, de medio punto. La entrada se abría en la esquina SO, apareciendo en la actualidad desfigurada por desplomes de la roca
La ermita se compone de una planta dividida originalmente en dos naves, una antesala de entrada (nártex) y una cabecera con dos ábsides separados por un muro. Cada ábside cuenta con bancos corridos en sus paredes y uno de ellos presenta una cruz latina destacada sobre la roca. En su interior se aprecia una sepultura de adulto antropomorfa y otras infantiles muy erosionadas. En el exterior de la ermita se ha documentado una zona de necrópolis, con algunas tumbas excavadas de forma antropomorfa.
Una inscripción en la antesala sugiere una fecha que puede interpretarse como 587, en plena época altomedieval, o 1087, cuando ya existía el estilo románico. Dice: “ERA ¿DCCCV? IN HON(O)RE S(AN)C(T)I MAR(TINI)”. Carrión Irún y García Guinea, descubridores de la cavidad, la leyeron como DCCCV (año 767). Eduardo Van den Eynde Cerutti rebajó considerablemente la cronología proponiendo la lectura del primer numeral como T (Mil), con lo que la datación se situaría en la era 1125 (año 1067). Más recientemente Monreal Jimeno la leyó DCXXV (Año 587). lo que impide atribuirle una cronología precisa.
La ermita ha servido de almacén para aperos de labranza y refugio para el ganado, lo que ha contribuido a su estado de conservación lamentable. Actualmente su acceso está protegido por una reja.