L’església d’Olvan formava part dels dominis de la baronia de la Portella; des de la seva construcció fou parroquial del lloc, però l’actual edifici del segle XVIII no conserva cap testimoni de la primera obra romànica. La primera notícia de l’església i del lloc és l’acta de consagració de l’església de Santa Maria; l’any 899 el bisbe Nantigís de la Seu d’Urgell dedicava l’església a santa Maria complint amb els precs del baró il·lustre del lloc, Froia, i dels habitants de la dita parròquia del castell d’Olvan. Amb la consagració quedava definitivament organitzada la vida religiosa i consolidada la comunitat d’homes que vivia al castell d’Olvan; Santa Maria es convertia en església parroquial i església castellera (in territorio Berguitanensiis in locum vocitatum kastro Oleane...). El baró Froia dotà convenientment l’església amb béns immobles i el bisbe d’Urgell en determinà els límits i establí el delme que havia de pagar el seu sacerdot anualment a la Seu de Santa Maria d’Urgell: sis modis d’annona, tres sous i dos anyells. L’església d’Olvan (Holoanne) és citada en l’acta de consagració de Santa Maria de la Seu d’Urgell, document del final del segle X o del començament de l’XI. També en la relació d’esglésies que contribuïen amb els seus censos al bisbat d’Urgell el segle XI. Al lloc d’Olvan hi tenia terres el gran monestir de Sant Llorenç prop Bagà, car l’any 1015 el comte Oliba donava a la casa de Sant Llorenç l’alou que posseïa a la muntanya d’Olvan, al lloc dit sa Illa. En l’acta de consagració de Sant Martí de Biure, de l’any 1044, l’església de Santa Maria d’Olvan hi és referenciada com un dels límits (de .1. parte in parrochia de Olvanno). L’any 1285 la senyora Thomasa de Guardia, filla de Berenguer i Elisenda de la Portella donava al monestir de Sant Pere de la Portella, tot el delme de la parròquia de Santa Maria d’Olvan, juntament amb el mas d’aquesta parròquia, mas dit les Cases. L’església d’Olvan va veure confirmat el seu caràcter parroquial en la visita al deganat del Berguedà de l’any 1312. Santa Maria d’Olvan contribuïa amb vint-i-cinc sous a les rendes del bisbat d’Urgell segons especifica la dècima de l’any 1371.