Situada dins l’antic terme del castell de Voltregà, fou inicialment una capella rural, dependent de la parròquia de Sant Hipòlit de Voltregà, però aviat es convertí en un important santuari marià, d’una gran devoció comarcana. Les primeres notícies de l’església s’inicien l’any 1286 en el testament d’Arnau de Cabrera, senyor de Sant Hipòlit, que feu una deixa a l’església i el 1288 Guillem Xetmar, parent de l’anterior, li llegà 400 sous. En els anys següents es documenten més deixes a l’església de Santa Maria de la Gleva. L’any 1313 aquest temple inicial fou substituït per un altre, sembla que promogut per Sibil·la de Saga, vídua d’Arnau de Cabrera, que en el seu testament del 1320 deixà 250 sous anuals per mantenir un sacerdot beneficiat que tingués cura de l’església. El segle XIV es produí una gran expansió de la devoció a la Mare de Déu de la Gleva, que encara es manté en l’actualitat. L’edifici del principi del segle XIV perdurà amb reformes i ampliacions fins a l’any 1759, que hi caigué un llamp. Aleshores hom encarregà a l’arquitecte Josep Morató el disseny d’una nova església que fou construïda entre el 1763 i el 1767, que és la que ha pervingut fins a l’actualitat, sense que romangui res dels dos temples antics.