Si l’origine de la cure n’a pas pu être établie dans l’état des connaissances actuelles, le Pouillé de la Province de Reims la cite en 1320, sous le patronage de l’abbaye Saint-Lucien de Beauvais. D’après Louis Graves (1843), elle aurait été confiée alternativement à cet établissement et à l’abbaye de Breteuil.

Reconstruite au début du XVIe siècle après la période des Guerres de Cent Ans, l’église Saint-Denis de Villers-Vicomte témoigne des reconstructions à la limite des styles gothique flamboyant et Renaissance, fréquents autour de Breteuil à cette époque. Son chœur présente en effet toutes les caractéristiques de ces styles : plan polygonal, voûtes à liernes, clés pendantes, larges baies étirées au remplage gothique (soufflets mouchettes) ou Renaissance pour la baie axiale. Dominique Vermand avance une date de 1543 pour le chœur (non vérifiée par les sources). La présence d’une plaque obituaire datée de 1554 intégrée à la maçonnerie dans l’entrée de la sacristie appuie l’idée d’une fin de construction antérieure à cette date.

La charpente aurait été refaite à la période moderne d’après Louis Graves qui aurait relevé les dates de 1630 et 1649 "près du comble".

La nef et le clocher ont été reconstruits dans le premier quart du XIXe siècle d’après les documents de la série O conservés aux Archives Départementales de l’Oise. En 1821, le clocher est déplacé au-dessus de l’entrée occidentale car il menace de tomber. Il est finalement décidé de le reconstruire, ainsi que la nef. En 1827, un devis est établi par monsieur Godde, entrepreneur à Hardivillers. Comme le projet n’est pas satisfaisant, il est confié au jeune entrepreneur monsieur Bellanger, futur architecte de l’arrondissement de Clermont. Les ardoises de Charleville seront remplacées par des ardoises d’Angers, le lattis de la nef sera en chêne. Une grande partie des maçonneries est reconstruite et de grands tirants en fer doivent être fixés pour joindre les blochets. De nouveaux vitraux seront installés. En 1828 les adjudications des travaux sont actées : Jean-Baptiste Baticle, maçon à Breteuil et Pierre Lequesne, charpentier, sont choisis. Les travaux sont réceptionnés en 1829.

Le clocher est une nouvelle fois consolidé en 1838 et de nouvelles reprises de maçonneries sont entreprises en 1853 par Louis Joseph Pingnier, maçon à Bonneuil-les-Eaux.

Entre 1866 et 1871 c’est le chœur qui connaît d’importants travaux : les murs et piliers nord du chœur sont lézardés ainsi qu’une partie de la voûte. La toiture, également en mauvais état, doit être refaite en ardoise d’Angers. Les travaux sont suivis par l’architecte Bellanger.