El temple parroquial de Sant Vicenç està situat junt al castell de Palmerola, conegut des de l'any 1286. La història del temple va lligada a la del castell i en 1398 va ser incorporada a la Corona per ordre de Martí I, l'Humà.

L'any 1448 se li assignà l'antiga parròquia de Sant Julià de Vilacorba com a sufragània. En 1956 el terme de totes dues va passar del bisbat de Solsona al de Vic.

De l'antiga església, que estava formada per una sola nau coberta amb volta de canó, només es conserven una part del mur de migjorn i del de ponent, així com una part de la volta.

L'absis, la nau de tramuntana, la torre campanar i l'atri són de factura posterior. Les excessives restauracions i reconstruccions fan difícil d'identificar les diferents etapes constructives. 

La porta d'accés, situada en el mur sud, tampoc és l'original. La primitiva romànica s'obria en el mur oest.