L'église Saint-Fraimbault constitue le siège de la paroisse de Lassay jusqu'à la Révolution, malgré son éloignement du centre d'environ un km et les demandes répétées des habitants de le déplacer dans la ville. En 1836, ce voeu est exaucé et Saint-Fraimbault devient annexe vicariale, avant d'être érigée en paroisse autonome de Lassay en 1844.

L'ancienneté de l'église est à mettre en relation avec l'histoire de son vocable, qui fait référence au saint évangélisateur des campagnes du Maine au VIe siècle. La tradition rapporte que Fraimbault aurait établi à cet endroit un sanctuaire ou un monastère, ce qu'aucun texte ancien ne confirme ni n'infirme. Des reliques du saint se trouvent toujours dans l'église et son culte n'a jamais cessé. La découverte à la fin du XIXe siècle de sarcophages coquilliers et le remploi dans les chaînes d'angle de dalles tumulaires, datables du milieu du Moyen Âge, plaident pour une permanence de ce lieu de culte depuis cette époque au moins.

Au cours du temps, l'église de Saint-Fraimbault-de-Lassay a subi de nombreux incidents, sources de différents remaniements. Angot rapporte qu'un incendie a touché la nef, mais il n'en précise ni la date, ni les parties affectées. Bien que l'enduit recouvrant rende difficile l'observation des maçonneries, il semblerait que le mur gouttereau sud conserve des éléments romans (Xe-XIIe siècle ?), en particulier de part et d'autre de la baie (partie centrale à gauche et supérieure à droite, faite de petits moellon non équarris et irrégulièrement assisés). Deux ouvertures peuvent être datées de la fin du Moyen Âge (baie du gouttereau sud et baie orientale du gouttereau nord). En revanche, la baie occidentale du gouttereau nord, dont les remplages reproduisent avec fidélité des motifs tardo-gothiques, a probablement été percée à la fin du XIXe siècle ou du début du XXe siècle, comme le laisse penser la taille industrielle du granit gris des ébrasements intérieurs. Le portail, formé d'un arc en tiers-point, dont le tracé est souligné d'une baguette, peut dater du XIIIe siècle, comme avancé par Angot, comme être plus récent (XIVe ou début du XVe siècle ?).

En 1627, la tour-clocher carrée est construite au nord-est de la nef. Le choeur primitif, plus étroit que la nef si l'on en croit le plan du cadastre ancien, a connu des travaux en 1730 : une partie du mur est reconstruite et le jointoiement de la porte menant à la tour est refait. Le comble fait également l'objet d'une restauration.

Lorsque le curé Huignard est nommé desservant de Saint-Fraimbault-de-Lassay en 1831, l'édifice semble être en mauvais état. C'est sous sa direction qu'en 1844 le transept a été construit, en même temps que la chapelle qui accoste son bras sud, et que le chœur, qui avait un chevet plat, a été prolongé. Ces travaux ne sont pas documentés par les archives. Des correspondances des années 1920 au sujet des réparations à faire à l'église sont toutefois conservées. La voûte étant en très mauvais état, elle est alors remplacée par la voûte lambrissée que l'on observe aujourd'hui. Un contrat est passé entre le maire de Lassay, Paul Mérienne, et le menuisier Auguste Margerier pour la réfection de la nef, la pose des lambris et des stalles. En 1923, le curé M.J. Etasse, demande à M. Delaunay, entrepreneur, des travaux pour la réparation du clocher.