Das Langhaus wurde wohl nach Weihe des Dreikonchenchores und einer Bauunterbrechung aufgrund neuerlichen Brands 1185 begonnen. Die bauliche Vollendung der Kirche wird für 1250, also nach genau 100 Jahren Gesamtbauzeit angesetzt.
Im Langhaus findet sich fast durchgängig der gotische Spitzbogen. Überhaupt sind der dreizonige Wandaufbau (Arkaden – Scheintriforium – Obergaden), die Kreuzrippenwölbung oder die Zweischaligkeit der Westwand deutlich an nordfranzösischen Bauten des Gothique primitif angelehnt. Dennoch ist Groß St. Martin kein gotisches Bauwerk, sondern ein typisches Erzeugnis kölnisch-rheinischer Spätromanik, da die Betonung hier weniger auf einer möglichst gleichmäßigen Durchlichtung (die lichtdurchfluteten Wände der Gotik), denn auf eine sehr plastische Gliederung und Massenaushöhlung der Wände gelegt wurde.
Langhaus und Vierung sind mittels eines kurzen, tonnengewölbten Zwischenjochs miteinander verbunden. Dieses Zwischenjoch schied den Gebetsraum, einen sog. Chorus minor, für die Laienbrüder des Konvents aus. Gleichzeitig verbindet dieses Zwischenjoch das basilikale Langhaus architektonisch mit dem östlich gelegenen zentralisierenden Dreikonchenchor.




