La localitat de Montoliu és al sud de Lleida, al marge dret del riu Segre. El poble s’assenta sobre una petita altura que mira envers el Segre i l’horta regada per l’antiga sèquia de Torres. La primera menció del lloc data de l’any 1179, en què surt esmentada la torre del cavaller Pere de Montoliu (que combaté al costat de Ramon Berenguer IV durant la conquesta de Lleida el 1149). A l’inici del segle XIII, la torre de Montoliu i dues torres més formaven part del terme de la que fou fortalesa sarraïna de Sudanell. Potser per aquesta mateixa raó, consta que els anys 1361 i 1388 l’església de Montoliu era sufragània de la parròquia de Sudanell.
De l’antiga capella, no en resta res. Al segle XVIII fou edificada una nova església sobre el solar de l’antic castell.