Une église mentionnée au XIe siècle

Dans la première moitié du XIe siècle, l'église de Courdemanche ("ecclesiam de Curte dominica") est donnée aux moines de Saint-Vincent par un seigneur local du nom d'Hélinand, vassal de Gervais, évêque du Mans et seigneur de Château-du-Loir. Un peu plus tard, dans la deuxième moitié du XIe siècle, le château de Lucé ayant été détruit, le même Gervais ordonne que soit enlevée la palissade qui entourait l'église de Courdemanche afin que les matériaux servent à rétablir ses propres clôtures.

Une nef du XIIe siècle

La nef de l'église actuelle correspond vraisemblablement à celle d'un édifice du XIIe siècle, dont la largeur et la hauteur d'origine peuvent être restituées par les marques laissées sur le mur pignon ; les contreforts de plan semi-circulaire, comparables à ceux de l'église Saint-Julien de Poncé-sur-le-Loir, datent également de cette période, tout comme les vestiges de fenêtres romanes encore visibles sur le mur sud, par ailleurs caractérisé par un appareil régulier de petits moellons.

Les transformations de la Renaissance

L'édifice est très largement transformé et agrandi dans la deuxième moitié du XVIe siècle. Cette nouvelle campagne de travaux donne lieu à la construction du bas-côté nord, du transept, du chœur, tous trois voûtés en pierre avec clefs pendantes, ainsi que de la chapelle basse, dédiée à Notre-Dame-de-la-Consolation, couverte d'une remarquable voûte en berceau à caissons en pierres de taille calcaires, cette dernière achevée en 1581. La nef est également surélevée. De grandes baies à remplages sont mises en place pour éclairer les nouvelles parties de l'édifice. Une porte des morts, délicatement ornée, est ouverte du côté nord, permettant ainsi le passage des processions depuis l'église vers le cimetière. D'après la représentation de l'église datée du milieu du XVIIIe siècle, figurée sur l'un des tableaux conservés au presbytère, les trois travées du bas-côté étaient à l'origine dotées d'une toiture et d'un pignon indépendants.

Les ajouts et modifications du XVIIIe siècle

De nouveaux travaux sont entrepris dans la deuxième moitié du XVIIIe siècle. La tour clocher, dont la construction est financée par le curé et doyen Jean-Baptiste Mussault, est édifiée entre 1767 et 1769, en remplacement d'une flèche qui, d'après la représentation de l'église conservée au presbytère, s'élevait alors sur la toiture à la croisée du transept. Les travaux sont achevés en 1771 (date portée sur la face nord en haut du clocher). Les pignons différentiés des travées du bas-côté sont alors supprimés au profit d'une toiture à longs pans unifiée ; le mur pignon de la façade est ainsi élargi en conséquence. Les fenêtres de la nef, celle de la première travée du bas-côté nord ainsi que l'oculus du pignon datent également sans doute de cette période.

Les modifications et restaurations des XIXe, XXe et XXIe siècles

L'édifice connaît plusieurs transformations au XIXe siècle. L'extension abritant la sacristie et la bibliothèque est ainsi construite à cette époque, le toit de la sacristie paraissant avoir été diminué postérieurement. Deux piliers de renforts sont rajoutés dans la chapelle basse ; les imposants contreforts du mur sud pourraient également avoir été montés à cette période (ou bien dès le XVIIIe siècle ?) pour prévenir le versement de la nef. Une baie est ouverte en 1881 dans la partie orientale du bas-côté afin d'accueillir le vitrail de la Crucifixion, à l'origine installé dans la chapelle du collège. En 1895, la suppression du retable permet de rouvrir la grande baie axiale du chœur dont le meneau est rétabli.

La couverture de l'édifice est réparée en 1897, 1901 et 1927. La voûte de la croisée est consolidée en 1993 ; l'arc doubleau en pierre situé entre la nef et le chœur est déposé et remplacé par un arc en béton, avec une partie en bois mouluré à l'intrados pour reproduire le profil d'origine.

Sujette à de nombreux désordres, la toiture est entièrement restaurée en 2025.