Salas pili blakus lībiešu ciemam 12. gs. beigās cēla vācu tirgotāji un katoļu misionārs Meinards (vācu Meinhard von Segeberg, latīņu Meynardus) uz apmēram 20 ha lielas saliņas, kas atradās blakus Doles salas augšgalam netālu no Daugavas labā krasta. Sala tā laika avotos latīņu valodā apzīmēta ar nosaukumu Holme, bet kopš 17. gs. dēvēta par Mārtiņsalu (Martensholm). Kā atlīdzība par pils celšanu vietējā ciema lībiešiem bija jāpieņem kristīgā ticība. 1195. gadā lībieši atteicās no kristietības un līdz 1203. gadam pili pārvaldīja vieni paši. Pēc zemju dalīšanas 1211. gadā Rīgas bīskapam atstāja 2/3 no Salas pils, bet 1/3 ieguva Zobenbrāļu ordenis. Pēc 1231. gada Salas pils pārgāja Rīgas bīskapa domkapitula īpašumā. Pils pamesta pēc 1355. gada.

Pēc Indriķa Livonijas hronikas (Heinrici cronicon Lyvoniae, 1225–1227) ziņām Salas pili cēla pirmā Livonijas bīskapa Meinarda ataicinātie Gotlandes akmeņkaļi 1186. vai 1187. gadā, kad uz salas dzīvojošie lībieši apsolīja pieņemt kristīgo ticību. Otrs 13. gs. vidus avots “Zemju apraksts” (Descriptiones terrarum, 1255–1260) stāsta, ka Salas pili kā savu noliktavu un atbalsta punktu cēla vācu tirgotāji par saviem līdzekļiem.

Pils bija novietota salas ziemeļaustrumu pusē uz apmēram 5 m augsta Daugavas krasta, un no sauszemes to atdalīja aizsarggrāvis. Pils būvēta no vietējiem dolomīta akmeņiem, kas apskaldīti kvadru formā. 19. gs. beigu pētījumos konstatēja, ka pilij bijis taisnstūrains plānojums ar 40 m garu dienvidrietumu aizsargsienu, kurā bija izbūvētas kāpnes no pagalma uz bijušo sargeju. Ziemeļrietumu aizsargsiena bija saglabājusies tikai 34 m gara, dienvidaustrumu pusē – vēl īsāka, bet gar Daugavu tā bija zudusi, jo jau senatnē krasts bija nobrucis. Pilī veda divi vārti no ziemeļaustrumu un dienvidrietumu puses. Mūri pacēlās 2–3 m augstumā un bija 3 m biezi. Pagalma ziemeļu stūrī atklājās plānā ap 8 x 7 m lieli mūrēti pamati, virs kuriem, pēc 20. gs. sākuma pētnieku hipotēzes, varētu būt bijis tornis. Tā kā pamati bija tikai 0,88 m biezi, Armīns Tūlse (Armin Tuulse) 1942. gadā šo pieņēmumu noraidīja.

Pils apbūve tika izpētīta izrakumos, kuru rezultātus 2008. gadā publicēja arheologs Ēvalds Mugurēvičs. Apdzīvotībā izdalīti divi periodi. Pirmajā periodā kopš 12. gs. beigām paralēli apkārtmūrim celtas nelielas, zemē iedziļinātas koka ēkas, kas apsildītas ar pavardiem. Līdzīgas celtnes atsegtas arī ārpus apkārtmūrim 12–13 m platajā joslā līdz aizsarggrāvim. Šajos kultūrslāņos atrastas lībiešu kultūrai raksturīgas senlietas. Otrajā apdzīvotības periodā no 13. gs. otrās puses līdz 14. gs. vidum pagalms palicis neapbūvēts, bet gar tā malām celtas vairāktelpu koka ēkas uz krautiem dolomītakmeņu pamatiem, kas apkurinātas ar krāsnīm. Starp šī laika atradumiem dominēja vāciskas izcelsmes senlietas. Pagalma akai sienas bija sakrautas no akmeņiem. Gar nobrukušo Daugavas krastu konstatētā stabu bedru rinda ļauj pieņemt, ka jau pils apdzīvotības laikā ārējais apkārtmūris bija iegāzies upē un pagalma norobežošanai krastmalā uzcelts stāvkoku nožogojums.

Salas pils bija vācu tirgotāju apmetne, Salas lībiešu pārvaldīta pils, Rīgas bīskapa, domkapitula, kā arī Vācu ordeņa pils, pilsnovada administratīvais un saimniecības centrs.

No Indriķa Livonijas hronikas izriet, ka 1195.–1203. gadā Salas pilī vienīgie noteicēji bija lībieši, bet pēc tam bija spiesti pakļauties bīskapam. Pili nespēja ieņemt ne zemgaļi 1202. gadā, ne Polockas kņazs 1203. gada uzbrukumā. Pils bija lībiešu atbalsta punkts 1206. gada sacelšanās laikā, bet pēc tās apspiešanas un lībiešu vadoņa Ako nogalināšanas Salas pils kļuva par Rīgas bīskapa īpašumu. 1211. gada zemju dalīšanā 2/3 pils un pilsnovada piešķīra bīskapam, bet 1/3 – Zobenbrāļu ordenim. 1231. un 1248. gada dokumenti liecina, ka Salas pils ar tajā bijušo baznīcu pārgājusi Rīgas bīskapijas domkapitula īpašumā. Kopš 1255. gada parādās nosaukums Baznīcsalas pils (latīņu castrum Kercholme). Pils stipri cieta Rīgas arhibīskapa un Vācu ordeņa savstarpējās cīņās 13. gs. beigās un 14. gs. sākumā, kad ordenis to okupēja. Iespējams, pēc pāvesta rīkojuma 1318. gadā pils atdota arhibīskapam. 1355. gadā pils dokumentos minēta pēdējo reizi. Drīz saimnieciski grūti izmantojamā pils uz mazās saliņas tika pamesta. Pēc tam Baznīcsalas (Kirchholm) vārdu pārņēma iepretim Mārtiņsalai Daugavas labajā krastā Vācu ordeņa uzceltā Salaspils pils, kura dokumentos pirmo reizi minēta 1380. gadā.

Pēc Rīgas HES ūdenskrātuves uzplūdināšanas 1975. gadā pilsdrupas un visa Mārtiņsala pilnībā atrodas zem ūdens.

1839. gadā Frīdrihs Krūze (Friedrich Kruse) izgatavoja pilsdrupu plāna skici un 1842. gadā to publicēja darbā “Necrolivonica...” (Necrolivonica oder Alterthümer Liv-, Esth-, und Curlands bis zur Einführung der Christlichen Religion in den Kaiserlich-Russischen Ostsee-Gouvernements). 1897. un 1899. gadā arheologs Antons Buholcs (Anton Buchholtz) vadīja pils mūru atrakšanu. Izrakumu rezultātu īsu apkopojumu un Vilhelma Neimana (Wilhelm Neumann) rekonstrukcijas zīmējumus 1908. gadā publicēja Nikolauss Bušs (Nicolaus Busch). 1966.–1974. gadā arheologs Ē. Mugurēvičs veica plašus izrakumus Mārtiņsalā, atsedzot lībiešu ciemu, baznīcu un pili. Pēc tam pilsdrupas apbēra ar grants slāni, un Rīgas HES celtniecības laikā 1975. gadā saliņu applūdināja.

1797. gadā Johans Kristofs Broce (Johann Christoph Brotze) Salaspils zīmējumam skatā no Daugavas labā krasta tālumā attēlojis Mārtiņsalu ar nedaudz saskatāmā pilsdrupām. Pirms 1908. gada arhitekts V. Neimans izgatavoja pils plānu un rekonstrukcijas zīmējumus. Viņa rekonstrukciju no putna lidojuma pārzīmējis un 1931. gadā kā atklātni publicējis Oļģerts Krūmiņš.