L'église primitive fait partie du monastère fondé au milieu du 6e siècle par saint Méen, ruiné vers 799, il est reconstruit vers 818 par l'abbé Hélocar, évêque d'Aleth ; à nouveau détruit par les normands en 919, il est reconstruit à la fin du 10e siècle ou au début du 11e siècle par les bénédictins. Ceux-ci font place en 1638 à la congrégation de Saint-Maur, suivi en 1643 par les prêtres de l'oratoire et en 1645 par les lazaristes de Saint-Vincent-de-Paul. Les bâtiments conventuels sont réutilisés de 1831 à 1906 pour l'établissement du petit séminaire de Rennes. L'église devenue paroissiale en 1803 a remplacé l'ancienne église paroissiale Saint-Jean-Baptiste. De l'époque romane subsistent la base de la tour du clocher (ancienne tour de croisée) ainsi que le mur sud de la nef actuelle (ancien choeur) dont on a récemment découvert deux arcades qui devaient s'ouvrir sur un déambulatoire. Le portail qui est remonté à l'est semble également du 12e siècle, remanié vers 1500.Le clocher date des 12e et 13e siècles, il a été surmonté d'une flèche avec bulbe en 1658. Au 13e siècle sont élevés le transept et la chapelle sud dédiée à saint Vincent (dans cette chapelle des fresques du 2e quart du 14 siècle évoquent la vie de saint Méen) . Le choeur est agrandi vers 1300 sur une partie romane. Au 18e siècle, l'église est en mauvais état et en partie restaurée par l'architecte Etienne Loisel et les ingénieurs Jacques Abeille et Daniel Chocat de Grandmaison, qui proposent dès 1743 la démolition de la nef qui a eu lieu en 1771 et qui n'était plus utilisée depuis 1712. En 1850, l'église est désorientée et son ancien portail ouest d'abord remonté en 1771 au bas de la tour est placé dans le mur est du choeur devenu nef. En 1856, on ferme le nouveau choeur à l'ouest, à l'aide d'une tourelle à jour céleste, qui sera démolie en 1970 pour y placer une fenêtre, lors de la même campagne de travaux. La restauration du clocher est effectuée sous la direction de l'architecte Couasnon. Les travaux de restauration sont menés actuellement par Alain-Charles Perrot, architecte des monuments historiques.