Um vasto espólio arqueológico encontrado na região veio testemunhar que o povoamento deste território ter-se-á iniciado com os Iberos. A estes seguiram-se outros povos, entre os quais os romanos, que deixaram, de igual forma, marcas da sua passagem.
Contudo, apesar da antiguidade desta povoação, os primeiros documentos que a ela se referem datam apenas do século X.
O primeiro proprietário de São Martinho, nome pelo qual esta terra era então designada, foi D. Mónio Viegas I, sucedendo-lhe D. Garcia Moniz.
Nas Inquirições de 1258, ordenadas por D. Afonso III, é já mencionada sob o nome de “Sancti Martini de Varzea”.
Em termos administrativos, esta freguesia esteve integrada no concelho de Bem Viver até à extinção deste, que ocorreu em 1853, passando para o município do Marco de Canaveses, ao qual se manteve ligada.