Мартирий проявил себя, прежде всего, как активный церковный строитель, основатель новых новгородских и пригородных монастырей, организатор росписи храмов. В 1193/1194 г. в Новгороде «срубиша» две деревянные церкви: во имя святых Апостолов «на Хълме Живогложю» и во имя святого Иоанна Милостивого на Воскресенских воротах Детинца («Новгородская Первая летопись»). 29 января 1195 г. Мартирий освятил церковь апостола Филиппа на Нутной ул. (на Торговой стороне Новгорода). 4 мая 1195 г. заложил надвратную (на воротах Детинца, выходящих к Великому Волховскому мосту) церковь в честь Положения пояса Пресвятой Богородицы; 2 августа того же года строительство завершилось, храм был освящён Мартирием «на праздник Святыя Богородица пояса», т.е. 31 августа («Новгородская Первая летопись»). Церковь была расписана по распоряжению Мартирия в 1196 г. «писцом» Гречином Петровичем, по гипотезе Валентина Лаврентьевича Янина – священником (иеромонахом?) Олисеем Гречином, одним из кандидатов на архиерейскую кафедру в 1193 г. Осенью 1195 г. Мартирий заложил каменную церковь в честь Воскресения Господня в Воскресенском монастыре под Новгородом на озере Мячине. Вместе с сёстрами обители владыка избрал в игуменьи и 29 сентября («на сбор святыя Еуфимие») поставил «кротъку и съмерену именьмь Варвару» (вдову боярина Юрия Олекшинича – «Новгородская Первая летопись»). Через год, 13 сентября 1196 г., Воскресенская церковь была освящена Мартирием (причём, по словам летописца, «владыка тружаяся и горя в день зноемь, а в ноць печялуяся, абы коньцяти и видети церковь съвершену и украшену» – «Новгородская Первая летопись»). В 1195 г. были поставлены также три деревянные церкви (в честь Воздвижения Креста Господня, во имя Василия Великого и Димитрия Солунского; первые две, очевидно, взамен утраченных в пожаре годом раньше). 19 января 1197 г. Мартирием была освящена построенная жителями Славенского конца Новгорода братьями Дмитрием и Константином каменная церковь во имя святых Кирилла и Афанасия Александрийских на острове Нелезене в Кириллове (Мало-Кириллове) монастыре (к югу от Торговой стороны Новгорода, на реке Малый Волховец). В том же году Мартирий поставил церковь во имя святого Никифора (или Николая Чудотворца) «на Острове» (как полагают исследователи, на месте будущей церкви святителя Николая на «владычном островке», у южной оконечности Детинца, на подворье Новгородских владык). В 1197/1198 г. на Запольской ул. Торговой стороны представительницей боярского рода («Полюжая Городьщиниця Жирошкина дъци» – «Новгородская Первая летопись») был основан Евфимиин женский монастырь, где была построена церковь во имя мученицы Евфимии (храм, как полагают исследователи, также освящал Мартирий, хотя прямо об этом владычная летопись не сообщает). 21 мая 1198 г. Мартирий «в своемь манастыре» («Новгородская Первая летопись») в Русе заложил каменную Спасо-Преображенскую церковь, строительство которой продолжалось до 31 июля, а в день Успения Пресвятой Богородицы храм был освящён архиепископом. В сообщении об освящении храма в «Новгородской Первой летописи» приводится молитва Мартирия. По словам владычного летописца, «и веселяшеся блаженыи душею и теломь, устроив собе память вечньую и всем крестьяном честьныи манастырь» («Новгородская Первая летопись»).