El priorato cluniacense de Saint-Martin de Layrac fue fundado por Hunald († c. 1085), miembro de la familia vizcondal de Brulhois y monje del monasterio de Moissac (Tarn y Garona). En el año 1062, Hunald cedió sus bienes al monasterio de Cluny y a su abad Hugo (1024-1109), entre los cuales se encontraba la iglesia de Layrac. Esta donación fue confirmada por él mismo en el año 1064. Posteriormente, hacia el año 1072, Hunald se convirtió en abad de Moissac, cargo que ocupó hasta el 1085, cuando se retiró al priorato de Layrac.
Durante esta época fundacional, se construyó o se reconstruyó la iglesia prioral. El edificio fue inaugurado por el papa Urbano II en el año 1096, cuando su construcción ya estaría finalizada, al menos en su mayor parte. A lo largo del siglo XII, se llevaron a cabo obras importantes, como la adición del portal occidental, y que también podría haber implicado cambios en la configuración interna de la iglesia. El establecimiento monástico pasó a estar dirigido por priores comendatarios a partir del siglo XIV, entre los cuales destaca el cardenal Arnaud de Via († 1335). Durante ese siglo, se reconstruyeron las dependencias del priorato, que se mantuvieron hasta una nueva reconstrucción a mediados del siglo XVIII.
En 1790, a raíz de la Revolución Francesa, el priorato fue suprimido y la comunidad de monjes se dispersó. Al año siguiente, se procedió a la venta de sus bienes, lo que provocó la pérdida de gran parte de su patrimonio. Las dependencias del priorato fueron destinadas, entre otros usos, a escuela, mientras que la iglesia se convirtió en parroquia. En el siglo XIX, se realizaron reformas importantes en la iglesia y, ya en el siglo XX, se descubrió un pavimento de mosaico medieval, fechado a finales del siglo XI, correspondiente a la primera época del priorato.
- 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