La parròquia es constitueix immediatament després de la conquesta cristiana; ja apareix esmentada l’any 1279. En 1315 torna a ser esmentada quan el bisbe de Tortosa Francesc Paholac fa una Visita Pastoral, però de l’edifici no es fa cap esment. A la fi del segle XIV, un testament ens dona notícies d’alguns retaules de l’església, però poc més.

A principis del segle XVII ja apareixen referències sobre la voluntat del poble de construir una nova església per trobar-se l’edifici en un estat lamentable, però les obres es retarden per les penúries econòmiques i socials que pateixen els atzanetins durant gran part del segle: sequeres, guerres i epidèmies. En els anys 30 del segle XVII s’inicien les obres, però no serà fins a 1674 quan les obres cobren impuls, i aquestes continuaran fins a final del segle, estant en 1701 ja acabades. Els mestres d’obres encarregats de la construcció van ser els Esteller, família provinent de València. El cor, construït en el presbiteri, va ser traslladat en 1757 els peus de la nau convertint-se en un cor alt.

En 1858 l’església va ser ampliada amb la unió del temple i la capella de la Comunió.

Fins al segle XIX l’altar major havia sigut dedicat a la Mare de Déu d’Ángeles i a Sant Bartolomé, i després, només a Sant Bartolomé, menys en 1685 i 1686 en què es canvia l’advocació de l’altar major a Santa Ana.

Està declarada Bé de Rellevància Local amb la categoria de Monument d’Interés Local per la Disposició Addicional Cinquena de la Llei 5/2007, de 9 de febrer, de la Generalitat Valenciana, del Patrimoni Cultural Valencià.1