A comienzos del siglo XII la parroquia dependía del monasterio de Fruttuaria, que la cedió en 1182 con todos los otros bienes de la abadía en Valle d’Aosta a la prepositura de St-Gilles de Verrès. Esta doble dependencia conventual da origen al término de “prior” con el que aún hoy se califica al párroco de Chambave.
Desde 1781 la prepositura de Chambave pasó a la jurisdicción del obispo.
La primera mención histórica de la iglesia de Chambave, quizás en la época de su construcción, es de 1100. Nada ha quedado del edificio románico original, salvo la parte inferior del campanario, de mediados del siglo XII.
En 1744 los parroquianos de Chambave decidieron reconstruir las fundaciones de su iglesia. Las obras se encargaron al arquitecto Giovanni Ferro de Alagna y terminaron en 1748.
El mérito del arreglo definitivo de la iglesia se debe al prior Favre, que en 1889 prolongó la nave derribando el portal frontal y construyendo dos nuevas capillas laterales. La iglesia asumió entonces su forma y sus dimensiones actuales.
Entre los antiguos objetos de uso litúrgico expuestos en el museo parroquial figuran: el relicario de cobre plateado con forma de caja, ofrecido en el siglo XVI por el prior comendatario J.-L. Vuillet, de los señores de St-Pierre; cuatro cruces en lámina de plata (siglos XV-XVI); las reproducciones fotográficas de las páginas miniadas de dos preciosos libros litúrgicos, un antifonario del siglo XV y un gradual del siglo XVI utilizado por el célebre prior de la Colegiata de S. Orso, Giorgio de Challant. Hoy estos preciosos códices se conservan con otros libros litúrgicos valdostanos en la la Biblioteca del Seminario Obispal de Aosta.

Y para coronar el conjunto, un precioso cuadro al óleo del Ángel Custodio (finales del siglo XVII). En la sacristía se conserva un busto relicario de San Lorenzo (siglo XIX), obra del escultor Molino.