Aquesta església inicialment degué ser una simple capella del terme de Castelló, però en un moment indeterminat passà a exercir com a parròquia del terme. Estigué, com les altres esglésies del terme, vinculada al priorat de Santa Maria de Meià des de la seva fundació. Indirectament se sap que aquesta església formà part de la dotació inicial del monestir de Santa Maria de Meià, que es degué fer abans de l’any 1040, però no se’n té cap constància fins el 1095, quan un nét del fundador, Ermengol, fill de Guitard Guillem de Meià, donà al mateix monestir de Meià les esglésies que tenia per donació del seu pare, patró únic del monestir. Entre la relació d’esglésies donades figuren les de Castelló sense cap reserva. Posteriorment aquesta dependència es confirma en un capbreu del monestir atribuït a l’any 1137 en el qual consta que en el castell de Castelló el monestir hi posseïa les esglésies. Amb posterioritat al segle XIV aquesta església passà a exercir les funcions de parròquia del terme, en detriment de la de Sant Martí, la qual cosa es dedueix a partir de l’afirmació que a mitjan segle XVII féu Roig i Jalpí quan va escriure que el priorat de Meià tenia l’església de: “Nuestra Señora, junto á dicho Castillo [de Castelló]. Era antiguamente Parroquial”. Posteriorment deixà de tenir culte, i actualment les seves restes formen part d’un magatzem.