In origine costruita nelle immediate vicinanze del Castello è menzionata per la prima volta in un documento del 1299 assieme alla chiesa di San Martino in Centoripe.

Ai primi del Quattrocento, all'epoca di Uguccione dei Contrari, la chiesa fu ricostruita e ampliata entro le mura del "castello" fortificato. Nel 1680 fu ricostruita in stile corinzio su disegno di Zaccaria Pellini. Innalzato il corpo centrale della chiesa, il braccio trasversale della croce latina, il presbiterio e il coro rimasero incompiuti a causa di dissensi interni alla comunità parrocchiale. I lavori di completamento ripresero solo a partire dal 1792: nel braccio sinistro della croce latina venne costruita la sagrestia con accanto il presbiterio, mentre il coro venne adattato in uno spazio piuttosto angusto dietro l'altare maggiore. Nel 1841 l'ingegnere Cesare Costa, figura di spicco della cultura architettonica del ducato austro-estense, venne incaricato dell'ampliamento della chiesa ridotta a forma basilicale; furono allora abbattuti il vecchio coro e la sagrestia.

L'ultimo intervento in ordine di tempo risale al 1889 quando, sotto la direzione dell'architetto Carlo Barberi, valido interprete della corrente del revival degli stili, fu completata la facciata con colonnati e capitelli corinzi.

 Nell'interno a tre navate si conservano notevoli dipinti: una seicentesca Madonna col Bambino e santi, opera della bolognese Elisabetta Sirani, seguace di Guido Reni; una pala d'altare di Francesco Stringa; il Martirio dei Santi Nazario e Celso nel coro, fra le ultime imprese di Adeodato Malatesta coadiuvato dal figli Narciso, oltre a una Pietà in bronzo dorato di Ivo Soli, scultore vignolese del Novecento che raggiunse fama in ambito milanese, ove partecipò con statue al cantiere del Duomo.