L’histoire de cette église débute avec un moine de l’abbaye d’Autun venu se retirer en ermite et qui attira de nombreux pèlerins. Ils fondèrent un petit monastère qui accueillit très vite une soixantaine de moines puis une quarantaine dans un deuxième petit monastère.
D’abord concédé à Gigny, ce petit établissement dépend ensuite de Baume-les-Messieurs dont les seigneurs résident dans la maison abbatiale près de l’église. Le prieuré est supprimé en 1770 et les bâtiments vendus. L’église romane est le seul vestige de cette époque etsa crypte contient trois sarcophages dont celui de Saint-Lothain.