Vers 1325, les pères Antonins (Hospitaliers de Saint Antoine) cédèrent la chapelle de leur couvent située alors au milieu du bourg aux habitants de Monteux. C’est autour de cette structure primitive et à partir de cette date que fut édifiée, par agrandissements successifs, et sur les ruines de l’ancien couvent des Antonins, l’église actuelle.
La partie la plus ancienne de l’église correspond à la chapelle Saint Joseph d’aujourd’hui. Les chapelles furent élevées à différentes époques par les familles nobles qui y établirent leur sépulture.

L’église eut à souffrir considérablement des désordres de la Révolution.
En 1827, la Commune fit masquer la toiture par la voûte actuelle en plâtre. Mais c’est à cause de la rareté de sa charpente dans le Sud-est de la France, qu’elle fut inscrite au titre des monuments historiques en 1992.

Le dallage actuel, construit dans les années 1840, recouvre l’ancien pavé dont les pierres tombales étaient couvertes d’inscriptions funéraires.

Dans les années 1920, pour des raisons d’urbanisme, la façade primitive fut démolie et reconstruite en retrait d’un peu plus de deux mètres.

En 2009, la Commune fit construire une tribune (Cabinet d’Architecte Françoise LEFEVRE d’Avignon) destinée à recevoir l’orgue de l’Eglise Saint Martin d’Arenc de Marseille « récupéré » par les Amis de l’Orgue. Il s’agit d’un instrument construit par le grand facteur d’orgues Cavaillé-Coll Mutin en 1919 auquel sera rajouté l’orgue personnel de Claude Moreau (Senlis). L’église, ainsi enrichie, accueille chaque année un festival d’orgue.

Plan du centre ville de Monteux (84170)