Les referències a aquesta església parroquial són força tardanes, bé que el lloc de Vila-rodona és documentat des del 959, quan Domènec va cedir a la catedral de Barcelona i al bisbe Guillem el lloc de Freixà, per tal d’edificar-hi un castell, i Vila-rodona, amb les seves vil·les i vilars.
Tot i que la parròquia de Santa Maria de Vila-rodona segurament deu tenir els seus orígens en aquests primers segles de repoblament, no se’n tenen notícies directes fins al principi del segle XIII. L’any 1205 és consignat entre les signatures d’una venda el capellanus Ville Rotunde, anomenat Miquel. A partir d’aquesta data les mencions a la parròquia sovintegen. Vila-rodona contribuí a la dècima papal dels anys 1279 i 1280, amb 100 sous anuals, la qual cosa prova que era una de les parròquies més importants d’aquest sector extrem del bisbat de Barcelona, des del 1957 integrat a l’arquebisbe de Tarragona.
A partir del segle XIV hom documenta perfectament els diferents altars bastits dins l’església, mostra de les noves devocions introduïdes a la parròquia. Entre els anys 1793 i 1797 el primitiu temple fou renovat del tot, i en lloc seu es construí un edifici barroc neoclassicitzant, que ha arribat fins avui.