El priorat cluniacenc de Saint-Martin de Layrac fou fundat per Hunald († c. 1085), membre de la família vescomtal de Brulhès i monjo del monestir de Moissac (Tarn i Garona). L’any 1062, Hunald va cedir els seus béns al monestir de Cluny i al seu abat Hug (1024-1109), entre els quals es trobava l’església de Layrac. Aquesta donació va ser confirmada per ell mateix l’any 1064. Posteriorment, cap a l’any 1072, Hunald es convertí en abat de Moissac, càrrec que ocupà fins al 1085, quan es retirà al priorat de Layrac.
Durant aquesta època fundacional, es construí o es reconstruí l’església prioral. L’edifici fou inaugurat pel papa Urbà II l’any 1096, quan la seva construcció ja estaria finalitzada, almenys en la seva major part. Al llarg del segle XII, es van realitzar obres importants, com l’addició del portal occidental, i també podria haver comportat canvis en la configuració interna de l’església. L’establiment monàstic passà a estar dirigit per priors comendataris a partir del segle XIV, entre els quals destaca el cardenal Arnaud de Via († 1335). Durant aquest segle, es van reconstruir les dependències del priorat, que es mantingueren fins a una nova reconstrucció a mitjan segle XVIII.
L’any 1790, arran de la Revolució Francesa, el priorat fou suprimit i la comunitat de monjos es dispersà. L’any següent, es procedí a la venda dels seus béns, fet que provocà la pèrdua de bona part del seu patrimoni. Les dependències del priorat van ser destinades, entre altres usos, a escola, mentre que l’església es convertí en parròquia. Al segle XIX, es van dur a terme reformes importants a l’església i, ja al segle XX, es descobrí un paviment de mosaic medieval, datat a finals del segle XI, corresponent a la primera època del priorat.
- BARRÈRE, Joseph (1855). Histoire religieuse et monumentale du diocèse d'Agen. Vol. 1. Agen: Chairou
- BESSE, J.-M. (1910). Abbayes et prieurés de l'ancienne France. Vol. 3: Provinces ecclésiastiques d'Auch et de Bordeaux. Abbaye de Ligugé
- DUBOURG, Paul (1897). Monographie ou histoire du prieuré et de la ville de Layrac depuis le XIe siècle jusqu'au XIXe siècle. Agen: I. Moderne
- DUBOURG-NOVES, Pierre (1969). Guyenne romane. La Pierre-qui-Vire: Zodiaque
- DUBOURG-NOVES, Pierre; i altres (1969). Congrès Archéologique de France. 127e session. París: Société Française d’Archéologie
- THOLIN, Georges (1874). Études sur l'architecture religieuse de l'Agenais. Agen, Michel