Es desconeix amb seguretat on s’aixecava la primitiva església parroquial de Llívia. Hom ha suposat que es devia trobar dalt del puig on hi havia l’antiga ciutat i el castell. L’actual temple, al cap de la vila actual, és un edifici del segle XVI, fortificat. No es pot descartar, però, que sigui el successor d’un edifici més antic situat no al puig del castell sinó en un indret més proper, a la vila mateix. Cal tenir present que s’ha descobert una necròpoli medieval a la zona del carrer dels Forns. Hom pot notar ací i allà la reutilització en els murs de l’església actual de fragments antics que podrien procedir d’un temple anterior.
L’església de Llívia és esmentada ja l’any 835 en un precepte de l’emperador Lluís el Piados a l’església d’Urgell, donat a precs del bisbe Sisebut. Aquest document és testimoni de la usurpació que els comtes d’Urgell havien fet de la parròquia de Llívia, amb els seus delmes, la qual cosa prohibí contundentment el precepte. Aquesta usurpació serà motiu de múltiples conflictes entre els comtes i els bisbes als segles següents. La de Llívia també és una de les parròquies del bisbat d’Urgell que apareix a l’acta de consagració de la Seu d’Urgell, document datat l’any 819 però que en realitat sembla que fou redactat al final del segle X.
A mitjan segle XI i més endavant trobem encara la parròquia de Llívia sota control dels comtes, que en disposaven com a església pròpia. El comte Guifré II de Cerdanya llegà en el seu testament de l’any 1035 al seu fill Berenguer l’església de Santa Maria de Llívia. El 1102 el comte Guillem Jordà donà la capellania de l’església de Llívia amb totes les seves pertinences a la canònica de Santa Maria de Cornellà. Aquesta donació també comportà problemes entre el bisbe i els canonges d’Urgell i els canonges de Cornellà.
La restitució de la parròquia de Llívia fou motiu de moltes tribulacions, però finalment el comte Ramon Berenguer III, successor dels comtes privatius de Cerdanya, la féu efectiva al bisbe d’Urgell Pere Berenguer. Aquest bisbe, l’any 1136, havent recuperat l’església de Santa Maria de Llívia del comte de Barcelona Ramon Berenguer III, la donà a la canònica de la Seu amb les seves pertinences i el mas de Gorguja que tenia Pere Ponç. Aquesta donació del comte Ramon Berenguer III potser no es degué fer efectiva. El comte Ramon Berenguer IV de Barcelona, entre el 1137 i el 1149, envià als canonges de la Seu d’Urgell una carta on prometia lliurar l’església de Llívia a la canònica, salvat el dret d’apel·lació del prior de Cornellà. En compensació, demanava que li fossin atorgats set-cents sous que necessitava per a dur endavant una expedició militar (potser la conquesta de Lleida). Així es degué fer, ja que en les butlles dels papes Adrià IV, de 1154-59, i Alexandre III, del 1165, Santa Maria de Llívia apareix com a subjecta a l’església d’Urgell.
La possessió de la parròquia de Llívia també va produir conflictes entre els drets del bisbe d’Urgell i els dels canonges de la Seu. Un acord del 1164 entre el bisbe Bernat Roger i els seus canonges sobre les esglésies de Llívia, Llo, Llanera i Fontanet i altres drets ho testimonia. Aquest mateix bisbe, en el seu testament del 1167, llegà a la canònica urgellesa, entre altres esglésies, la de Llívia. El seu successor, el bisbe Arnau de Preixens, juntament amb els canonges de la Seu, arribà a una convinença el mateix any 1167 amb els canonges de Santa Maria de Cornellà, en la qual el monestir del Conflent reconegué la possessió de les esglésies de Llívia i Llo per part de la canònica d’Urgell.
Notícies posteriors confirmen el ple domini de l’església d’Urgell sobre la parròquia de Llívia. Fou una de les parròquies de la Cerdanya visitades pels delegats de l’arquebisbe de Tarragona entre el 1312 i el 1314. Pagà de dret de visita 110 sous, quantitat sols superada per Santa Maria de Talló, que en satisféu 140 (7 lliures).