Il primo ampliamento della chiesa va collocato fra il XII e il XIII secolo. Non essendovi spazio sufficiente, fu mutato l'orientamento, nord-sud, edificando quella parte che oggi è la navata centrale (comprese le due navatelle) e la facciata romanica compresa fra le due lesene.
Nel 1326, ove era situato l'accesso alla primitiva cappella, il chierico Signebaldo de Baceno figlio di Giacomo eresse la cappella della Madonna.
Diffondendosi sempre più il cristianesimo fra le genti di Antigorio, si avvertì la necessità di un nuovo ampliamento e di un abbellimento della chiesa con l'aggiunta delle attuali navate laterali.
L'occasione fu data nel 1486 dal matrimonio di Bernardino de Baceno, valvassore imperiale di Antigorio e Formazza, con la nobildonna Ludovica Trivulzio, figlia di Antonio Trivulzio, rappresentante del duca di Milano in Ossola.
Verso la fine del XV secolo fu dato inizio ai lavori per la costruzione delle navate laterali evidenziando così lo stile Gotico, e contemporaneamente ebbe inizio la stesura degli affreschi che furono completati solo nel 1542 con la grande Crocifissione sulla parete di destra del presbiterio.
A partire dall'ultima decade del Cinquecento, in conseguenza delle nuove norme dettate dal Concilio di Trento, l'interno della chiesa fu soggetto a nuovi interventi tali da modificarne sensibilmente la struttura, col conseguente risultato che il Barocco venne ad aggiungersi al Romanico ed al Gotico.