הכנסייה מוקדשת ל"מריה הקדושה של האדמירל" ונוסדה ב-1143 לבקשתו של ג'ורג' מאנטיוכיה, אדמירל בצי של המלך רוג'רו השני.
במאה ה-15 היא ניתנה לנזירות של המנזר הבנדיקטיני הסמוך, שנוסד בשנת 1194 על ידי גופרדו ואלואיזה מרטורנה ומאז הכנסייה ידועה גם בשם לה מרטורנה (La Martorana).
הכנסייה המקורית נבנתה בצורה של צלב שווה זרועות ("תוכנית צלב יוונית"). במשך השנים נעשו שינויים והרחבות ונוסף מגדל פעמונים במערב הכנסייה, שדרכו נכנסים לכנסייה, ועוצבה חזית בארוק הפונה כיום לכיכר.
בתוך הכנסייה בולטים סדרה של פסיפסים מהמאה ה-12 שהם הפסיפסים הביזנטיים-נורמניים העתיקים ביותר בסיציליה.
על הקירות שני פסיפסים שנלקחו מהחזית הנורמנית המקורית, המתארים את המלך רוג'רו השני, אדונו של ג'ורג'ו מאנטיוכיה, מקבל את כתר סיציליה מישו, ובצד הצפוני של המעבר, ג'ורג'ו עצמו, משתחווה לפני מרים, אמו של ישו.
בכיפת הספינה מצוירת הדמות הביזנטית המסורתית של ישו פנטוקראטור המוקף על ידי המלאכים מיכאל, גבריאל, רפאל ואוריאל.
מתחתם מצוירים שמונה מנביאי הברית הישנה, וארבעת המבשרים של הברית החדשה.
קמרון הספינה מתאר את הולדת ישו ואת מותה של הבתולה.
הנזירות שינו את הכנסייה בצורה נרחבת בין המאה ה-16 למאה ה-18, וביצעו שינויים גדולים במבנה ובעיטורי הפנים.
הנזירות גם התפרסמו בזכות המרציפן המעוצב שלהן, אותו הכינו בצורת פירות שונים. אף על פי שהמנזר כבר לא קיים, הפירות של מרטורנה (Frutta di Martorana) הם עדיין אחד מהמעדנים המפורסמים והייחודיים ביותר של פלרמו.
מיולי 2015 הכנסייה היא אתר מורשת עולמית של אונסק"ו.