Die katholischen Herren von Schönborn erwarben in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts die Herrschaft Martinstein und sorgten dafür, dass hier eine katholische Schule eingerichtet wurde. Da zu dieser Zeit bereits kein lutherischer Pfarrer mehr im Ort wohnte, bezog der katholische Lehrer das 1676 errichtete und inzwischen verwaiste protestantische Pfarrhaus. Als Besoldung erhielt der Schulmeister, der zugleich Kirchendiener war, einen Teil der evangelischen Kirchengüter, welche die katholische Herrschaft als Eigentum beanspruchte und neu verteilte.

Wie ein Visitationsbericht von 1785 zeigt, war es mit dem Schulwesen in Martinstein nicht immer zum Besten bestellt. Der damalige Schulmeister war bereits sehr alt. Man stellte daher zusätzlich einen jungen Schuladjunkten ein, allein der alte Schulmeister duldete keinen jüngeren Konkurrenten.

Der Zustand des einstöckigen Schulgebäudes verschlechterte sich ständig. In einem Bericht von 1830 heißt es: „Die Schule von Martinstein ist sowohl wegen des schlechten Daches, der kaum vorhandenen Bänke, als der überaus schlechten Fenster in einem solch erbärmlichen Zustande, dass es fast für die Kinder eine reine Unmöglichkeit ist, selbige im Winter zu besuchen, weil sie fast halb in der Kälte und halb im Dunkel stehend, es in derselben nicht aushalten und nichts lernen können."

Eine Reparatur, zu der das Bistum 12 Reichstaler zusteuerte, verhalf lediglich zur Milderung der Unzulänglichkeiten. Durch eine Aufstockung des Gebäudes im Jahre 1832 wurde schließlich Abhilfe geschaffen. Das bereits bestehende Parterre wurde in die Lehrerwohnung umgewandelt, und ein für damalige Verhältnisse vorbildlicher Schulsaal in dem neuen Obergeschoss eingerichtet. Von dieser Baumaßnahme sind die Baupläne erhalten.