1502 - 1549 (costruzione intero bene) La costruzione del primitivo edificio sacro, ad opera delle vicinie di Lera e Fontana, risale probabilmente ai primi anni del XVI secolo, a scioglimento di un voto contratto con San Rocco a seguito di un'epidemia (alcune fonti riportano la dedicazione primitiva a San Sebastiano e San Floriano). Morizzo data l'erezione più precisamente al 1502. La visita pastorale veronese del 1549 lo testimonia ancora incompleto: in tale occasione ne si intima la demolizione o il termine a breve dei lavori. 1630 - 1699 (ampliamento intero bene) A seguito dell'epidemia di peste del 1630, l'edificio viene ampliato a spese delle vicinie di Lera e Fontana; la presenza dell'apparato decorativo a teste di cherubini di fattura cinquecentesca nel presbiterio porta a presumere che l'ampliamento abbia interessato la chiesa nel suo complesso ad eccezione di quest'ultimo. A questa campagna di interventi è possibile riferire la dotazione, verso la metà del secolo, dei due altari di fattura castionese dedicati a Sant'Antonio da Padova e alla Madonna Addolorata attribuiti a Giacomo Benedetti, e di un terzo, pure castionese, risalente al 1684; oltre agli altari, risale al periodo in esame anche un clipeo lapideo inserito nella serraglia della volta del presbiterio raffigurante Cristo Pantocratore attribuito a Guglielmo de Manueli di Avio. 1725 - 1749 (impianto decorativo volta) Al periodo risalgono presumibilmente gli affreschi raffiguranti San Rocco in gloria, la Madonna e santi, attribuiti ad Orlando Fattori di Ala. 1769 - 1780 (costruzione campanile) Viene eretto verso il 1780 il campanile, su progetto del 1769 di Teodoro Benedetti da Castione. 1786 - 1786 (cambio di giurisdizione carattere generale) Il territorio della pieve di Brentonico rimase soggetto alla diocesi di Verona sino al 1786, quando, con decreto concistoriale, fu unito alla diocesi di Trento. 1806 - 1848 (variazione d'uso carattere generale) Lo storico Silvino Pilati riporta che negli anni 1806, 1809, e 1848 la chiesa venne convertita in ospedale militare ad uso di soldati tedeschi e francesi. 1982 - 1984 (restauro intero bene) Finanziato parzialmente dalla Provincia Autonoma di Trento, su progetto dell'architetto Giuseppina Paina, prende l'avvio un'opera di restauro e consolidamento della chiesa, che porta alla luce i fregi dipinti di fattura presumibilmente cinquecentesca nel presbiterio, che vengono in quell'occasione rimaneggiati. All'opera di consolidamento della chiesa si accompagna il restauro degli affreschi della volta nel 1984. Nell'ambito degli interventi viene installato un impianto di allarme e antifurto. 2002 - 2004 (restauro coperture) A giugno 2002 viene approvato dall'ufficio Arte Sacra un progetto di manutenzione straordinaria stilato dall'architetto Giuseppina Paina. Il progetto prevede la revisione del manto di copertura, del campanile e di parte degli intonaci di rivestimento della muratura. Gli interventi vengono realizzati presumibilmente negli anni successivi.
V. Castelbarco - Brentonico (TN)