La construction de l'église a débuté en 1400 sous l'initiative du baron Étienne de Nadaillac. À l'origine, elle servait de chapelle au château de Nadaillac-de-Rouge, situé à proximité, avant de devenir l'église paroissiale. À l'intérieur, on peut observer des clefs de voûte ornées des armoiries des Pouget, ainsi qu'une autre arborant les armoiries des Gontaut-Biron. Les armoiries des Pouget ont probablement été sculptées après le mariage de Guillaume du Pouget, bourgeois et consul de Gourdon, avec Allemande de La Manhanie, avant 1445. Ce mariage a apporté à Guillaume la seigneurie de Nadaillac. Quant aux Gontaut, ils ne semblent pas être présents à Nadaillac. L'église a été incendiée pendant les guerres de religion et a dû subir plusieurs réparations au fil du temps. En 1885, l'église a été restaurée et une chapelle dédiée à saint Pierre y a été ajoutée. Les voûtes de la nef, datant du XIXe siècle, présentent des voûtains en brique. Il est possible que les clefs armoriées aient été installées lors de cette restauration.