L'église Saint-Martin de Bichancourt est reconstruite de 1928 à 1931 sur les plans de l'architecte Charles Luciani (1891-1951), et bénite le 9 août 1931. Vers août 1930, l'architecte commande au peintre Louis Mazetier (1888-1952) - avec qui il vient de collaborer à Notre-Dame de Chauny (Aisne) - les cartons des verrières et le décor intérieur peint de l'édifice. Comme dans l'église de Chauny, les peintures murales vont être de véritables fresques (couleurs appliquées sur un enduit frais), cette technique ayant été redécouverte et pratiquée par de nombreux peintres-décorateurs dans l'entre-deux-guerres. D'après l'ouvrage d'Yves-Jean Riou consacré à Louis Mazetier, le travail aurait commencé par le chœur à l'automne 1930. Ce décor est poursuivi et achevé en 1931, comme en témoigne cette date accompagnant à trois reprises la signature peinte de l'artiste : sous la Vierge - au sud du chœur -, sur la quatorzième station du Chemin de croix et sur la représentation du baptême. On doit à Mazetier la presque totalité des fresques, le jeune Frédéric Hémond, apprenti, n'étant intervenu que pour le chœur. Louis Mazetier s'est néanmoins fait aider par trois autres peintres, dont un nommé Gaston Méli, pour exécuter les décors répétitifs des voûtes.

Pris dans son intégralité, toutes techniques confondues, le décor intérieur de l'église compose un raccourci de la doctrine chrétienne, depuis le péché originel jusqu'au jugement de l'âme et à la résurrection, en passant par les sacrements salvateurs. Néanmoins, les représentations figurées peintes forment plusieurs ensembles, dont l'iconographie est généralement adaptée à l'espace orné et à son usage. Les verrières d'origine, voire le décor sculpté, y participaient, transformant l'intérieur de l'église en œuvre d'art total. Les sujets christiques et eucharistiques sont réservés au chœur. La Sainte Vierge est célébrée dans le bras nord du transept qui abrite son autel. Dans le bras sud du transept où se trouve le confessionnal, des scènes se rapportant à la miséricorde du Christ y voisinent avec une évocation de saint Martin, saint patron de l'église. Outre une partie du chemin de croix, le collatéral nord accueille des images empruntées à l'Ancien Testament, en juxtaposant de nombreuses préfigurations du Christ et de sa Passion. Quant au collatéral sud où se poursuit et s'achève le chemin de croix, il paraît réservé au Nouveau Testament et à la fondation de l’Église chrétienne.

Toutes ces images sont accompagnées de nombreuses citations peintes, empruntées aux Saintes Écritures ou à des chants religieux, habitude que Mazetier va conserver pour ses créations ultérieures. Ces textes légendent parfois parfaitement le sujet traité. Mais en d'autres occasions, par une confusion volontaire, ils laissent planer un doute sur le véritable thème développé ou permettent une double lecture de l'image. Plusieurs des scènes peintes renvoient à différentes sources littéraires ou artistiques conjointes et, par l'introduction de détails anachroniques ou intrigants, obligent l'observateur à une analyse symbolique de ces images. Le programme de ce décor n'est malheureusement pas conservé. Mais sa complexité iconographique est attestée par le texte du programme des peintures murales de la chapelle des fonts baptismaux de l'église de Lavaur (Tarn), où Mazetier va intégrer en 1936-1937 une variante de plusieurs compositions présentes à Bichancourt.

Actuellement, seul le sujet des deux précédentes verrières du transept est connu. C'est néanmoins suffisant pour saisir la complémentarité qui régnait à l'origine entre le décor peint et le décor vitré. Pour qu'aucun des deux ne nuise à l'autre sur le plan esthétique, les verrières avaient été réalisées dans un camaïeu de gris ou gris-bleu agrémenté de touches de couleur, qui ne pouvait rentrer en concurrence avec la chaude tonalité des peintures murales. Dans le bras nord du transept consacré à la Vierge Marie, une Immaculée Conception en vitrail formait le centre du mur, environnée des attributs mystiques de la Vierge, peints à la fresque, recomposant de célèbres gravures diffusées à partir du XVIe siècle. Dans le bras sud, où régnaient plusieurs thématiques, la verrière représentant le Songe de saint Martin formait un ensemble avec les deux médaillons peints qui la cantonnaient et avec le damier de la voûte, semé d'épées.

L'église est endommagée en mai 1940 par des bombardements qui altèrent le décor. La réparation de l'édifice est entreprise vers 1950. Le bulletin paroissial "Le Soc", édité pour ce secteur, signale en mars 1951 que les voûtes sont restaurées et que les peintres pourront bientôt intervenir. D'après le dossier de dommages de guerre, Louis Mazetier, qui se trouve alors à Toulouse, aurait accepté de restaurer les fresques du monument. Mais on ne sait pour quelles raisons l'artiste-créateur n'a pas été engagé. Le rétablissement du décor a été confié à Frédéric Hémond (1911-2012), ancien apprenti et assistant de Mazetier. Des infiltrations d'eaux pluviales au début du XXIe siècle ont gravement détérioré ces fresques.