El poble de Montfalcó d’Agramunt es troba al sud-oest de Castellnou, sobre un petit tossal (389 m d’altitud) als contraforts llevantins de la serra d’Almenara. El lloc fou conquerit vers l’any 1070 pel comte Ermengol IV d’Urgell, i poc després es bastí un castell. Tot i que no han pervingut dades documentals, és molt probable que l’origen de l’antiga església parroquial de Sant Llorenç sigui paral·lel al de la fortalesa, com solia ser habitual en els indrets que es conquerien per tal d’atreure i establir-hi poblament.
L’església de Sant Llorenç de Montfalcó pertanyia a la diòcesi d’Urgell, i el seu rector satisféu per la dècima papal recaptada l’any 1391 en l’esmentada diòcesi la quantitat de 8 sous i 6 diners. D’aquest any es coneix el nom del rector, dit Joan Dianda, el qual compartia aquest càrrec amb el rector de l’església del veí poble de Castellnou d’Ossó, i gaudia d’un benefici a la parròquia de Santa Maria d’Agramunt. Una referència posterior informa de la visita pastoral realitzada pel bisbe d’Urgell l’any 1515 a Montfalcó d’Agramunt, on en aquell moment vivien 8 famílies i la del castlà. Hi havia llavors dues esglésies: la parròquia de Sant Llorenç, situada vora el cementiri, i la més gran i nova, amb cor i sagristia, dedicada a sant Miquel, que tenia una capella lateral amb la imatge d’aquest sant i una talla de la Mare de Déu a l’altar major. És molt probable, segons aquesta interessant informació, que l’església parroquial de Sant Llorenç, a causa de les seves reduïdes dimensions i al mal estat de l’edifici, deixés de tenir la categoria de parròquia, i que les funcions parroquials fossin traslladades al nou temple de Sant Miquel en una data desconeguda, però segurament al segle XVI.
Avui dia no resta cap vestigi de la primitiva parròquia de Sant Llorenç. A l’interior de l’actual temple parroquial de Sant Miquel es venera la imatge de la Mare de Déu de Montmagastrell.