Aquesta església era situada dins l’antic terme del castell d’Argençola. Molt aviat tingué funcions parroquials, que ha conservat fins a l’actualitat si bé en un edifici diferent del primitiu.
El castell d’Argençola es documentà al mateix temps que l’església l’any 1032, quan es jurà el testament de Maier de Clariana a l’altar de Sant Llorenç, la basílica del qual era situada en el castell d’Argençola. Entre les deixes pietoses n’hi ha una d’un alou a Sant Llorenç i una vinya a Santa Maria d’Argençola. El difunt era senyor del castell d’Argençola i de molts altres castells de l’actual terme municipal.
Les funcions parroquials es constaten en una llista parroquial del bisbat de Vic, datable entre els anys 1025 i 1068, on apareix amb el nom Argençola. L’any 1087 es procedí a la consagració d’una nova església, mentre que l’any 1103, en el testament sagramental de Pere Bermond, el difunt deixà quatre mancusos per a l’obra de Sant Llorenç d’Argençola.
El primitiu temple parroquial es trobava més avall de l’actual, que s’acabà de construir l’any 1891 utilitzant les pedres del castell. Aquest nou temple és el que actualment serveix de parròquia al poble d’Argençola.