Un dels primers esments de l’església parroquial de Pesillà data de l’any 876, en què Anna, filla del difunt Alaric, comte d’Empúries, donà al comte Radulf i a la seva esposa Ridlinda diversos alous, entre els quals s’esmenta la “Villa Pidiliano cum sous ecclesias”; encara que el document no explicita les advocacions d’aquestes esglésies, hom sap que es tracta de Sant Sadurní, l’església del cementiri, i de la de Sant Feliu, l’església parroquial. Anys més tard, el 898, els comtes Radulf i Ridlinda cediren a Santa Maria de la Grassa la propietat de la vila de Pesillà, juntament amb les seves esglésies. Aquesta donació fou renovada l’any 915 per Ridlinda, ja vídua de Radulf, i el seu fill Oliba, i alhora fou confirmada de nou la possessió de la vila de Pesillà per part del cenobi de la Grassa, amb l’única condició que se’n reservarien la comtessa i el seu fill l’usdefruit mentre visquessin.
Fou a partir de llavors que el monestir de la Grassa va prendre possessió de Pesillà i de les seves esglésies, fet confirmat en la butlla atorgada l’any 1119 pel papa Gelasi II, en la qual es ratificà la propietat de Sancte Felicis de Pesiliano. La propietat d’aquesta vila per part de l’esmentat establiment religiós perdurarà fins a la fi de l’Antic Règim.
Posteriorment, ja al segle XV, concretament l’any 1477, la documentació consigna un conveni entre el bisbe d’Elna i l’abat de la Grassa per a dirimir les diferències que tenien sobre l’església de Sant Feliu de Pesillà, de la qual tots dos volien el patronat.
L’església de Sant Feliu, d’origen romànic, fou enderrocada i totalment reconstruïda l’any 1893 dins l’estil neoromànic. De l’església antiga, tan sols en resta un tram del mur nord de la nau, datable al segle XII.