La parroquia se constituye inmediatamente después de la conquista cristiana; ya aparece mencionada en 1279. En 1315 vuelve a ser mencionada cuando el obispo de Tortosa Francesc Paholac hace una Visita Pastoral, pero del edificio no se hace ninguna mención. A finales del siglo XIV, un testamento nos da noticias de algunos retablos de la iglesia, pero poco más.

A principios del siglo XVII ya aparecen referencias sobre la voluntad del pueblo de construir una nueva iglesia para encontrarse el edificio en un estado lamentable, pero las obras se retrasan por las penurias económicas y sociales que sufren los atzanetins durante gran parte del siglo: sequías, guerras y epidemias. En los años 30 del siglo XVII se inician las obras, pero no será hasta 1674 cuando las obras cobran impulso, y estas continuarán hasta final del siglo, estando en 1701 ya acabadas. Los maestros de obras encargados de la construcción fueron los Esteller, familia proveniente de València. El coro, construido en el presbiterio, fue trasladado en 1757 los pies de la nave convirtiéndose en un coro alto.

En 1858 la iglesia fue ampliada con la unión del templo y la capilla de la Comunión.

Hasta el siglo XIX el altar mayor había sido dedicado a la Virgen María de Ángeles y a San Bartolomé, y después, solo a San Bartolomé, menos en 1685 y 1686 en que se cambia la advocación del altar mayor a Santa Ana.

Está declarada Bien de Relevancia Local con la categoría de Monumento de Interés Local por la Disposición Adicional Quinta de la Ley 5/2007, de 9 de febrero, de la Generalitat Valenciana, del Patrimonio Cultural Valenciano.