L'église de Bais est mentionnée en 989 dans le cartulaire d'Evron. L'édifice actuel a remplacé un petit édifice composé d'une simple nef et d'une abside semi-circulaire découvert lors des fouilles de 1985. Il a été construit au XIe ou au XIIe siècle. Le chœur a été remanié et les chapelles nord et sud ajoutées au XVe siècle ou au XVIe siècle. Les bas-côtés de la nef ont été édifiés au début du XVIIe siècle, comme l'indique la date de 1612 portée sur un écusson taillé sur la colonne adossée au mur goutterau sud du chœur. La sacristie, construite à une époque indéterminée contre le chevet, a été démolie en 1882 et remplacée par deux sacristies, appuyées contre les murs latéraux du chœur et élevées par l'architecte de Sillé-le-Guillaume Foubert. L'église a été restaurée entre 1982 et 1985 sous la direction de l'architecte des Bâtiments de France, Jacques-Henri Boufflet.