Tras haber dejado atrás Villacibio, continuamos por la P-620 hasta llegar a Puentetoma dónde habrá que tomar la N-627 en dirección Aguilar de Campoo. Antes de llegar a la villa medieval, habrá que desviarse en la PP-6301 para coger enseguida la PP-6224 y llegar así a Villarén de Valdivia. Acceder a su eremitorio no es difícil, pues se ubica al abrigo de la montaña en lo alto del pueblo y a los pies del Monte Bernorio, dónde se han hallado importantes restos arqueológicos.
Se trata de una iglesia compuesta por dos naves separadas por un soporte central, que apenas se conserva, y rematadas por dos ábsides de planta cuadrangular. Ambas están cubiertas mediante bóvedas de cañón y abiertas al exterior a través de un vano en el lado sur del testero y en la esquina suroeste mediante una gran entrada. Asimismo, resaltan las tumbas que pueden observarse tanto al interior del templo como en el lado sur del exterior, que sería el cementerio. A los pies de esta, se ubica una pequeña sacristía que está unida con la nave debido a un derrumbe, pero que originalmente era independiente y que consta de una inscripción, que quizás sea lo más interesante.
Como hecho inusual, en ella se indica la fecha de consagración. Sin embargo, su difícil interpretación ha llevado a los estudiosos a elaborar diferentes hipótesis, considerando la teoría más acertada aquella que la data del año 1067 d.C, pese a que la cueva pudo ser utilizada desde tiempos remotos, además de confirmar su dedicación a San Martín.