1329/02/03 - 1329/02/03 (menzione carattere generale) La prima menzione della chiesa, originariamente dedicata a San Nicola da Bari e situata nel cimitero, si trova in un documento del 3 febbraio 1329. 1350 - 1375 (decorazione interno) La chiesa verso il terzo quarto del secolo fu affrescata con episodi della vita del santo titolare da un pittore padovano soggetto all'influenza di Altichiero (gli affreschi sono visibili nelle prime due campate dell'attuale navata). 1390 - 1410 (decorazione interno) A cavallo dei secoli XIV e XV la chiesa venne decorata da affreschi su commissione dal pievano di Pergine Johannes da Stammersdorf, attribuiti a Maestro Venceslao (gli affreschi sono visibili nell'attuale sacrestia). 1519 - 1519 (ampliamento intero bene) La chiesa fu ingrandita nel 1519 per volere del parroco Cristoforo Clamer. 1615 - 1615 (ristrutturazione intero bene) La chiesa fu ristrutturata nel 1615, sotto il pievano Angelo Pedrazzi. L'orientamento dell'edificio venne invertito. 1615 - 1615 (consacrazione carattere generale) La chiesa fu consacrata nel 1615, affidata alla confraternita della Disciplina e dedicata ai protettori della confraternita: i Santi Giuseppe, Carlo Borromeo, Nicola e Leonardo, assieme alla Beata Vergine con Gesù deposto dalla croce. 1700/08/18 - 1706 (ricostruzione intero bene) La chiesa fu ricostruita a partire dal 18 agosto 1700, su progetto del capomastro Pietro Somalvico. Nel 1703 la chiesa era terminata e i lavori interni continuarono negli anni successivi, almeno fino al 1706. Fu probabilmente dopo la ricostruzione che la chiesa venne dedicata al solo San Carlo Borromeo. 1703/05/28 - 1703/05/28 (benedizione carattere generale) La chiesa fu benedetta il 28 maggio 1703 dal vescovo di Feltre Antonio Pulcenigo. 1775 - 1775 (altare maggiore costruzione) Nell'aprile del 1775 fu messo in opera il nuovo altare maggiore. 1779 - 1779 (aggiunta arredo esterno) Nel 1779, in occasione della costruzione del nuovo cimitero, vennero collocate alcune lapidi sepolcrali sulla parete nord-ovest. XIX - XIX (variazione d'uso intero bene) Nel XIX secolo la chiesa fu sconsacrata e ridotta a magazzino: alla fine del secolo si trovava in uno stato di completo abbandono. 1926/03/14 - 1926/03/14 (ristrutturazione intero bene) La chiesa fu ristrutturata per volere di don Giacomo Regensburger e riaperta al culto. I lavori terminarono il 14 marzo del 1926. 1938 - 1938 (aggiunta arredo esterno) Nel 1938 altre lapidi sepolcrali di diversa provenienza vennero collocate sulla parete nord-ovest. 1980 - 1983 (restauro intero bene) La chiesa è stata restaurata tra il 1980 e il 1983. In tale occasione venne demolito il soppalco che divideva la sacrestia in due piani e vennero portati alla luce gli affreschi della stessa. 2004 - 2011 (restauro intero bene) Tra il 2004 e il 2011 la chiesa è stata oggetto di un restauro complessivo sotto la direzione dell'architetto Paolo Neri. Tra il 2006 e il 2007 vennero messi in luce gli affreschi della navata.
P. S.Maria - Pergine Valsugana (TN)