El lloc d'Arguelaguer apareix documentat per primera vegada l'any 982 en un precepte del rei Lotari, en el que es confirma l'alou d'Argelagarios com una possessió del monestir de Santa Maria de Ripoll.  Aquesta filiació es torna a confirmar mitjançant una butlla del papa Sergi IV, de l'any 1011. També tenia bens en aquesta zona el monestir de Sant Esteve de Banyoles, segons es pot llegir en una butlla del papa Benet VIII de l'any 1017.

L'església parroquial de Santa Maria apareix documentada per primera vegada l'any 1004, en l'acta d'un judici celebrat en el castell de Besalú. En ell, el bisbe Ot de Girona reclamava al comte Bernat Tallaferro de Besalú la possessió del temple de Santa Maria d'Argelaguer. Aquesta reclamació va tenir èxit i l'església va passar a dependre de la canònica gironina.

El temple actual es va construir entre els segles XVI i XVIII, ja que el temple romànic del segle XII va patir greus desperfectes durant els terratrèmols del segle XV.

En la construcció actual es van aprofitar diversos elements del temple anterior, com la base de l'absis. 

En la part baixa encara es poden identificar dues de les columnes adossades, que dividien el tambor absidal.

També s'identifiquen uns elements escultòrics, que van ser reaprofitats quan es va reconstruir l'absis i que  probablement formaven part d'alguna finestra.

Els altres elements romànics visibles des de l'exterior els trobem en el sector sud del temple, especialment en la base del campanar, recentment restaurat amb molta polèmica per haver "recuperat" la decoració barroca, que havia perdut totalment.

En la base del campanar es pot veure l'arc de mig punt d'una antiga porta, ara cegada, així com les lesenes cantoneres que el decoraven.

La ferramenta de la porta, també segueix la tradició romànica.

El temple també està dedicat a Sant Dalmàs, segons la tradició fill d'Arguelaguer, que va ser elegit Papa  l'any 386.