Le prime notizie riguardanti il monastero di S. Martino risalgono al 1030 e parlano della vendita del monastero al vescovo di Fermo che doveva quindi già essere ben strutturato e raccogliere attorno a sé la popolazione rurale di un territorio piuttosto vasto. Gli scavi che hanno interessato l'area tra la fine del XIX secolo e l'inizio del XX hanno messo in luce quella che pare essere una struttura fortificata precedente alla costruzione della chiesa. Le strutture delineano un edificio dotato di torri, quantomeno lungo il lato occidentale (2), la cui tecnica costruttiva è stata ricondotta nel solco delle conoscenze tecniche romane pur essendo realizzata in maniera meno accurata. Tale evidenza fa pensare che possa trattarsi di un insediamento fortificato a presidio del territorio, in un punto strategico nei pressi della strada di fondovalle e a breve distanza dalla foce fluviale del Tesino, non è possibile tuttavia ricostruirne la pertinenza culturale: gota, longobarda o bizantina. La Dott.ssa Profumo ipotizza possa trattarsi di una torre di guardia bizantina destinata alla difesa della linea di costa a cui, in un secondo momento si è aggiunta la parte Nord cambiando probabilmente la destinazione d'uso dell'intero edificio. Gli scavi di inizio secolo hanno inoltre messo in luce tutto attorno alla chiesa un'area sepolcrale composta da tumuli che "sembrano fatti con una certa accuratezza, in muratura, o con lastre a secco". All'interno della chiesa si conservano inoltre evidenze pertinenti a età romana: una lapide che testimonia il restauro del tempio della dea Cupra da parte dell'imperatore Adriano (CIL, IX, 5294), un frammento di piede di statua colossale e un blocco con bassorilievo raffigurante un elmo. La presenza di tali elementi ha fatto identificare a più riprese il sito con quello del tempio della dea Cupra