L’església de Sant Julià és situada a l’antic poble de Palou, municipi independent fins el 1928 i actual barri de Granollers. El terme de Palou és esmentat, per primer cop, en el cartulari de Sant Cugat com a Palaciolo, el 4 de febrer del 924, en una donació que un tal Sunlo fa al monestir d’un camp de regadiu.
És a partir d’aquesta data que trobem nombroses referències del terme en el cartulari de Sant Cugat. El nom de Palou, més o menys llatinitzat, apareix com a Palaciolo, Palaol i Paladol.
La jurisdicció del domini de la parròquia de Palou passà definitivament a la corona al segle XIV, després d’haver sofert canvis continus.
No és fins el 29 de desembre de l’any 943 que trobem documentada la primera referència de l’església de Sant Julià de Palou en el cartulari de Sant Cugat: “in terra de domum S. Juliani”, en una donació de terres que fa un tal Guinla al monestir.
L’església fou consagrada el 30 de desembre de 1103 per Berenguer, bisbe de Barcelona.
Posteriorment, l’any 1203, els senyors de Blancafort, Bernat de Centelles i Blanca, la seva esposa, van fundar un benefici sota el nom de Santa Maria del Grau, que l’any 1308 va ser eximit de les seves càrregues pel bisbe de Barcelona, Ponç de Gualba.
El dret de patronat o la capellanía d’aquesta parròquia va ser concedida a l’ardiaca major de la seu de Barcelona.
L’església es trobava en molt mal estat l’any 1403; és per això que en diferents visites pastorals del segle XV i del principi del segle XVI (1508) es fan constants referències a la necessitat de reformar-la. El 24 de juny de 1561 el vicari general va donar la llicència per a enderrocar l’església i construir-ne una de nova i més gran. L’edifici actual no conserva res de la construcció primitiva; tot i que, segons Antoni Gallardo, l’orientació actual podria fer suposar que s’aprofitaren els vells murs per a la nova construcció.
L’església actual és un edifici gòtic tardà d’una sola nau amb volta de creueria i capelles laterals. És un dels pocs edificis gòtics ben conservats de la comarca.