C'est dans une charte de Charles-le-Chauve, datée du 19 avril 850, que se trouve la première mention de Bagneux, dont les terres appartenaient à l'Eglise de Paris qui possèdera la seigneurie de Bagneux, jusqu'à la Révolution Française. A la fin du Xe siècle (vers 982-983), un diplôme des rois Lothaire et Louis V évoque la présence d'une église et de son autel. Nous ignorons toujours l'emplacement de cette première église. C'est au XIIe siècle, période marquée par la construction de nombreuses églises en Ile-de-France, que sera construit l'actuel édifice. En pierre de taille, il se compose aujourd'hui d'éléments architecturaux de différentes époques répertoriés, comme suit, par l'Inventaire National du Patrimoine :

Portail occidental et tympan : XIIe siècle

Chœur : XIIe siècle. Chapiteaux ornés de feuillages; clés de voûte sculptées.

Partie inférieure du clocher : première moitié du XIIe siècle; partie supérieure : XIIIe sciècle

Nef : XIIIe siècle (vers 1230 - 1240). Chapiteaux ornés de feuillages ; clés de voûte sculptées.

Dalles funéraires : XIIIe au XVIIe siècle

Tribune d'orgue : XVI siècle

Bénitier : XVIIe siècle

Autel de la Vierge : deuxième moitié du XVIIIe siècle

Fonds baptimaux : XVIIIe siècle

Verrières : XVIe et XIXe siècle 

Abside circulaire remplacée par un chevet plat, aménagement de la sacristie, maître autel : vers 1860

Tableaux

Plaques comémoratives

Classée Monument historique au titre immeuble en 1862