Tot i que el lloc i el castell de Querol són documentats des del final del segle X, de l’església parroquial de Santa Maria no se’n té cap referència fins al final del segle XII. Figura per primer cop, amb la forma Cerol, en la butlla que el papa Celestí III adreçà a l’església de Tarragona l’any 1194. Segons la relació de les dècimes papals pagades els anys 1279 i 1280, el rector de Querol hi contribuí cada any amb 60 sous.
La parròquia de Santa Maria de Querol fou, sens dubte, la principal església del sector. Al final del segle XV era de col·lació de l’arquebisbe, i el rector de Querol tenia el patronatge sobre l’església de Santa Magdalena del Pont d’Armentera, que n’era sufragània. A mitjan segle XVIII n’eren sufragànies les esglésies de Sant Jaume d’Esblada i Sant Llorenç de Selmella.
L’església actual és fruit de moltes transformacions. Segons l’inventari del 1924, les voltes foren destruïdes durant la guerra del Francès, l’any 1808. Fou cremada l’any 1835, en el transcurs de la primera guerra Carlina.