Dans l’église, et dans la salle capitulaire (ou chapitre) pour quelques sépultures privilégiées notamment celle du prieur Baudouin.
Mais aussi dans d’autres chapelles en dehors de l’église :
-La chapelle, dite Notre-Dame de l’Infirmerie : comme à Cluny, l’abbaye-mère du prieuré, les religieux de Saint-Martin-des-Champs ressentirent également la nécessité d’élever une seconde chapelle de la Vierge, dite de l’Infirmerie, cette fois davantage conforme au modèle clunisien, puisque indépendante de la grande église, pourvue d’un vaisseau unique et reliée à la salle capitulaire. Datant des premières décennies du 13ème siècle. Elle recevait les sépultures de personnalités de premier rang : pour la plupart des ecclésiastiques (prieurs de l’ordre de Cluny, officiers du prieuré, deux abbé bénédictins) et un laïc, Simon de Chandevers, chevalier et maître fauconnier du roi. Elle fut démontée en 1999.
-La chapelle Saint-Michel, entre l’église Saint-Nicolas-des-Champs et celle de Saint-Martin, qui fut construite dans la première moitié du 13ème siècle par un dénommé Nicolas Arrode († 1259) et où une trentaine de membres de la famille fut inhumée. Cette chapelle disparut au profit de l’agrandissement du charnier de St-Nicolas-Des-Champs vers ou en 1645.
-Le cimetière
Il se situait entre la chapelle St-Michel, pour sa partie sud, et la chapelle Notre-Dame, pour sa partie nord.
Devenus biens nationaux en 1791, les locaux du « ci-devant » prieuré furent vite occupés par des échoppes, des logements privés. Finalement, accueillant l’Ecole des Jeunes français, puis une manufacture d’armes, la partie nord des bâtiments fut affectée, en 1795, à la mairie du 4ème arrondissement de l’époque.
Le Conservatoire national des arts et métiers (Cnam) et le Musée des arts et métiers : un Temple consacré par la Révolution française à la technique et à l’industrie.
Mais en octobre 1794, à l’initiative de l’abbé Grégoire, pour « perfectionner l'industrie nationale », un décret avait créé le Conservatoire des Arts et Métiers dont l’installation dans le prieuré ne se fit qu’en 1799. Avec l'École polytechnique et École normale supérieure, il devint une des trois créations de la Révolution dans l'enseignement supérieur scientifique. Héritier de l'esprit des Lumières et des encyclopédistes, dès son origine il eut une vocation multidisciplinaire. Il est notamment reconnu pour la formation des ingénieurs.
Des aménagements intérieurs étant nécessaires, on démolit les cloisons des moines pour en faire une grande galerie d’exposition, on dalla l’église en remployant les tombes, on coupa les allées du cloître pour créer des ateliers, et l’on projeta de scinder le réfectoire en deux galeries superposées. Heureusement, les crédits firent défaut et ce projet n’aboutit pas.
En 1811, les murs et les tours de l’enceinte médiévale furent abattus et, en 1843, le conservatoire absorba l’ensemble des bâtiments, et l’église fut transformée en musée.
Les clichés qui suivent démontrent, qu’outre les longs travaux de voierie de la rue Réaumur, qu’il fallut plus d’un siècle pour dégager l’église des habitations et des baraquements qui la cernaient, et lui donner son aspect actuel.