Aquesta església fou la parròquia d’un barri o raval del mateix nom situat al nord-est de la ciutat. La seva situació exacta es desconeix. J. Lladonosa i altres autors són de l’opinió que es tractava d’una església situada extramurs, cosa que sembla contradir el primer document que en parla, segons el qual el 1160 Arnau de Montsó i la seva muller Balasqueta van vendre a Perelló i a la seva muller Sibil·la un hort que afrontava amb “la muralla de la parròquia de Sant Gili”. L’any 1170 Ramon d’Aler i la seva cunyada Maria van vendre a Arnau de Pallerol unes cases que eren a la ciutat de Lleida, a la parròquia de Sant Gili.
L’església disposava el 1382 d’un altar dedicat a sant Macià. En aquests moments la parròquia ja devia haver perdut molta població. Els capbreus del 1429 ja no l’esmenten. L’any 1563 surt dibuixada en una vista de la ciutat feta per A. van den Wijngaerde, que la situa sobre la parròquia de Santa Maria Magdalena, amb una estructura romànica molt semblant a l’església actual de Sant Martí. En canvi, ja no apareix en un gravat del 1640, moment en què devia enderrocar-se per fortificar el turó de la Suda.