Aquesta església és situada al costat de les ruïnes del castell de Perarrua, sobre el poble actual del mateix nom, en un contrafort de la serra conegut com el Mont de Sant Climent. En l’actualitat té consideració de capella, però a l’edat mitjana fou una de les parròquies del terme del castell de Perarrua.
La referència més antiga sobre aquesta església és de l’any 1134, en què, des del setge de Fraga, el bisbe Pere Guillem de Roda, induït per les seves contínues disputes, cridà els abats o rectors de Sant Climent i de Sant Martí de Perarrua per tal de resoldre-les davant la cúria règia; la sentència confirmà a Sant Martí i als seus clergues els seus drets parroquials.
L’any 1170 el bisbe Guillem Pere de Lleida-Roda, tot reconeixent que havia estat criat, nodrit i instruït a Sant Vicenç de Roda, confirmà les possessions d’aquesta canònica i hi afegí les quartes episcopals que posseïa a l’església de Perarrua. A la dècima papal del 1279 l’abat o rector de la parròquia de Sant Climent de Perarrua, dins de l’ardiaconat de Terrantona, hagué de pagar 10 sous jaquesos.
Segons la seva hagiografia, els frares predicadors Gregori i Domènec moriren a la cova de Sant Climent de Perarrua (1348). Foren beatificats el 1854. La seva festivitat se celebra el 26 d’abril i gaudeix de fervor popular.