Selon certaines sources, la terre de Glennes aurait été donnée avant le milieu du 9e siècle par Raoul, évêque de Laon, au chapitre de sa cathédrale qui y établit un collège de huit chanoines, finalement réuni à celui de la cathédrale lors des invasions normandes. La première mention apparaît seulement en 1157 dans un acte de donation au chapitre cathédral. L'édifice actuel a été construit au troisième quart du 12e siècle et complété à la fin du siècle par le massif antérieur. Le décor sculpté du chœur et du transept, et notamment celui des chapiteaux du chœur, est très proche, voire identique, de celui de l'église de Lhuys, ce qui pourrait indiquer un même atelier, et peut-être une même main. Les bas-côtés sont élargis à la fin du 13e siècle et les deux premiers piliers méridionaux de la nef sont alors engagés dans de solides massifs. Au 13e siècle, Glennes devient le siège d'une des sept prévôtés du chapitre cathédral de Laon. Ce dernier reste jusqu'à la fin de l'Ancien Régime le gros décimateur de la paroisse qui relève toujours du diocèse de Laon (Grand archidiaconé, doyenné de Neufchâtel). Les murs gouttereaux des bas-côtés sont repris au 17e ou au 18e siècle, notamment au niveau des baies. L'église est restaurée dans les années 1860, puis à nouveau après son classement au titre des Monuments historiques en 1910. Après avoir servi d'hôpital militaire en 1915 et 1916, l'édifice est fortement endommagé lors des combats qui accompagnent le repli allemand à la fin de l'été 1918 (travée nord du massif occidental, bas-côté sud et bras sud du transept). Il est restauré de 1922 à 1936 sous la conduite des architectes des Monuments historiques Lucien Sallez, Paul Genuys puis Jules-François Kaehrling.