La chiesa di Pellizzano è nominata per la prima volta in una pergamena datata 12 maggio 1264, con l'appellativo di "Sanctae Mariae"; la sua fondazione è perciò da ritenersi anteriore. La chiesa fu però ufficialmente consacrata nel 1474, al termine di una radicale ristrutturazione di un edificio sacro già menzionato in un documento del 1265. Tracce della struttura originaria si ritrovano in una finestra murata nella facciata orientale e nei volumi che, nella facciata nord circondano gl'innesti che internamente ospitano la cosiddetta Cappella Canacci.
Successive opere decorative e di rimaneggiamento si registrarono tra i secoli XV e XVI, quando la presenza di confraternite (come quella cosiddetta dei Battuti o Disciplini) favorì il lavoro di maestranze provenienti dalla Lombardia, alle quali si devono ad esempio la decorazione della volta di destra (completata nel 1545 dal lainese Rocco de Redis) e la realizzazione del protiro (costruito nel 1524 e finito di affrescare nel 1533 dall'averarese Simone de Baschenis).
