L'église de Tremblay fut donnée vers 1058 à l'abbaye Saint-Florent-en-Anjou qui y fonda un prieuré dans la seconde moitié du 11e siècle. De cette époque datent : l'abside et ses cinq fenêtres, les bras du transept aujourd'hui dépourvus de leur absidiole, la croisée avec sa tour et le mur sud de la nef.
Au 15e siècle, on refait la porte sud et son porche et l'élévation de la façade ouest doublée ultérieurement au 16e siècle lors de l'édification du collatéral nord. De cette époque date aussi la réfection de trois des arcades de la croisée qui portent les armoiries de la famille du Pontavice.
Le clocher est incendié en 1795, il est probablement reconstruit en 1801 en même temps qu'une campagne de travaux pour la façade ouest (date portée). A la fin du 19e siècle, le pignon du bras sud est reconstruit et une sacristie d'axe est ajoutée.
Photographe à l'Inventaire