Aquesta església és documentada des de l’any 1300, quan era una simple capella situada prop de la vila de Vila-rodona. Entre el 1599 i el segle XIX, la capella de Sant Llorenç, completament renovada, fou l’església del convent de servites dels Dolors. L’any 1835 els frares abandonaven definitivament el convent i l’església fou utilitzada com a magatzem. La resta del convent fou enderrocada per fortificar la vila durant la primera guerra Carlina. En l’actualitat l’església és desafectada i molt malmesa.