La prima citazione della pieve di Arcisate risale all'XI secolo. La primitiva pieve probabilmente risaliva a quel secolo; parti di questo edificio ancora esistenti sono il campanile e alcune lapidi.
Originariamente la pieve d'Arcisate estendeva la sua giurisdizione sulle chiese di Viggiù, Induno, Bisuschio, Cuasso, Ligurno, Cazzone, Clivio, Besano, Porto, Saltrio, Brenno, Brusimpiano e Ganna; quest'ultima località fu resa indipendente il 2 novembre del 1095 dal vescovo Arnolfo III.
Nel XVII secolo la chiesa fu dotata delle cappelle laterali.
Nel XVIII secolo venne innalzato il pronao in facciata.
Nel XIX secolo la parrocchiale subì alcuni rimaneggiamenti, che comportarono anche l'innalzamento del tetto. Nel 1932 la facciata venne ristrutturato su disegno di Ugo Zanchetta.