Hi ha molt poques referències escrites sobre la primitiva església romànica d’Estoll. Era un temple del segle XI d’una sola nau i absis semicircular, orientada d’est a oest. La coberta de l’edifici deuria ser amb volta de canó reforçada per tres arcs torals bastits sobre columnes quadrangulars on la porta s’obria al mur de migdia. Al llarg dels segles posteriors únicament es van construir dues capelles que s’obrien just abans del presbiteri.

La primera gran reforma de l’església té lloc al segle XVII, quan s’enderrocà el frontispici i es construeix de nou, allargant sensiblement la nau cap a ponent. Tanmateix, es bastí la sagristia, reformant una de les capelles laterals per habilitar-hi l’accés. També es construí un petit altar al mur nord i un porxo que protegia l’entrada de l’església.

Al segle XIX té lloc la reforma que canvia radicalment l’orientació de l’edifici. S’amplia cap al sud sobrepassant l’antic temple romànic i s’enderroca l’absis romànic i s’afegeix un nou cos al nord que construirà la nova capçalera de l’església. És el moment en què s’aixeca el campanar de torre.

Durant la segona meitat del segle XX es fa una darrera ampliació a manera de capelleta a l’angle sud-oest de la nau moderna, que fou destinada a contenir la pila baptismal.