Un primo edificio sacro potrebbe risalire all’epoca di sant’Ambrogio (IV secolo), secondo un’ipotesi che considera i reperti archeologici rinvenuti nel territorio comunale (la patera di Parabiago ora al museo archeologico milanese) e la titolazione dei patroni della chiesa, martiri le cui spoglie erano state ritrovate da Ambrogio stesso.
Ma la prima sicura attestazione della chiesa risale al XIII secolo. Nel 1570 il cardinale Carlo Borromeo, dopo una visita pastorale, ne ordinò la ricostruzione; tornato nel 1582 e ritrovandola nelle medesime declassò la prepositura di Parabiago in curia, includendola sotto la nuova prepositura della chiesa di San Magno in Legnano e abolendo contestualmente anche la pieve.
Sulla base del progetto già commissionato nel 1570 da Carlo Borromeo all’architetto Pellegrino Tibaldi, venne ricostruita a partire dal 1610 e consacrata dal cardinale Federico Borromeo, che tuttavia non restituì a
Parabiago il titolo di prepositurale.
Nel XVIII secolo si ebbero altri arricchimenti dell’edifici e nel 1780 fu posta la prima pietra della nuova facciata, progettata dall’architetto Giuseppe Piermarini in stile neoclassico. Nel 1775 fu ricostruito il campanile. Parallelamente veniva realizzata da Giocondo Albertolli la decorazione dell’interno (capitelli con foglie d’ulivo e modiglioni delle cornici).
La decorazione interna venne ancor arricchita in seguito: nel 1807-1808, per la cappella di San Giovanni Battista, a sinistra dell’ingresso, venne realizzata da Grazioso Rusca, statuario presso la “Veneranda Fabbrica del Duomo”, la scultura in scagliola con il Battesimo di Gesù Cristo.
Agli inizi del XX secolo il pittore David Beghè affrescò gli interni con episodi della vita di Gesù (1906) e la cappella del Santo Crocifisso (1912).
Nel 1928 vennero realizzate per la facciata delle statue raffiguranti la Madonna ed i santi Gervasio e Protasio.
Nel 1943 furono collocati nel transetto due dipinti ad olio del pittore cremonese Vincenzo Campi (XVI secolo) (Coronazione di Spine e Flagellazione).
L’ebanista Giuseppe Maggiolini, “fabbriciere” della parrocchia, si incaricò quindi di abbattere alcuni edifici per dare maggiore respiro alla nuova facciata con una nuova piazza semicircolare.
Nel 1841, il cardinale Carlo Gaetano di Gaisruck restituì alla chiesa il titolo prepositutrale e nel 1845 ristabilì la pieve di Parabiago.
L’abside venne ampliata su progetto dell’ingegner Franz Rossi di Legnano (1939-1942).
Durante tali lavori vennero alla luce le fondazioni dell’antico coro, risalenti all’epoca medioevale.