Hi ha poques notícies que parlen d’aquesta església, situada en el nou castell que els Pinós feren construir a Llo a mitjan del segle XIII, prop del poble i l’església de Sant Fructuós. L’any 1259 Galceran IV de Pinós va reconèixer que el seu difunt pare havia donat a l’església de Sant Feliu de Castellvell de Llo un mas en franc alou; ell en feu la cessió efectiva a l’esmentada església i al seu donat i, a més, concedí a l’església de Sant Miquel, que ell havia fet construir dins el nou castell de Llo, el delme dels masos de Torrent, dins la parròquia de Llo. Segons s’estableix, el donat havia de tenir cura de les dues esglésies i mantenir un prevere que digués missa un dia en una capella i el següent en l’altra. En el seu testament anterior al 1277 Galceran IV de Pinós llegà sis modis de blat i deu sous a l’església de Sant Miquel del Castell de Llo. En el castell de Llo, hom no discerneix en l’actualitat cap vestigi d’aquesta capella castellera.