Gemäss dem Oltner Jahrzeitbuch gab es schon um 1260 eine Martinskirche in Olten, gebaut auf römischen Fundamenten. Die erste Oltner Martinskirche fiel 1422 einem Stadtbrand zum Opfer und wurde ersetzt durch eine einfache Saalkirche, die 1461 eingeweiht wurde. Der Turm dieser 1844 abgebrochenen Kirche, 1521 erbaut, stellt heute als "Stadtturm" eines der Wahrzeichen von Olten dar.

Bereits zu Beginn des 18. Jahrhunderts trug man sich mit dem Gedanken, eine neue Kirche zu bauen. Erst 1806 bis 1813 entstand dann - anstelle der 1603 vor den Toren der Stadt erbauten Heilig-Kreuz-Kapelle - die heutige "Stadtkirche", ebenfalls dem Heiligen Martin geweiht.

Der Kulturkampf und die Spaltung zwischen Römisch-Katholiken und Christkatholiken machten dann den Bau einer zweiten Kirche nötig: 1876 wurde eine "Notkirche", auch sie eine Martins-Kirche, eingeweiht, welche 1908 bis 1910 durch die heutige römisch-katholische Martins-Kirche ersetzt wurde.

Heute besteht die römisch-katholische Kirchgemeinde Olten/Starrkirch-Wil aus den beiden Pfarreien St. Martin und St. Marien. Die Marienkirche wurde 1953 eingeweiht.

Die evangelisch-reformierte Kirchgemeinde Olten nahm im Jahre 1859 auf Initiative des damaligen Leiters der SBB-Centralbahnwerkstätte, Niklaus Riggenbach, ihren Anfang. Sie verfügt heute über die Friedenskirche und die Pauluskirche.

Die nach dem ersten Vatikanum gegründete christkatholische Kirchgemeinde Olten ist stolze Besitzerin der Stadtkirche.
 
Die Arbeit der Offenen Kirche Region Olten sucht eine Form kirchlichen Lebens, die der Lebens-, Denk- und Erfahrungsweise der gegenwärtigen Zeit entspricht. In ihrem Zentrum stehen das Leben und das Wohl der Menschen im Sinne von Jesus Christus. Sie ist eine Frucht der kirchlichen Tage Olten und der Initiative der reformierten Frauen des Kanton Solothurn und wird unterstützt von der evangelisch-reformierten, der christkatholischen und der römisch-katholischen Kirche .