L’église bâtie dans l’enceinte du Château devenant trop petite et en état de quasi ruines en 1771, la commune décide la construction d’une nouvelle église au cœur du village.
En 1783, les offices religieux reprennent, alors qu’ils avaient été transférés à la Chapelle Saint François, toute proche.

En 1998, on redécouvre des fresques religieuses cachées sous un enduit durant la Révolution Française : ainsi peut-on admirer dans le chœur, Dieu le Père, l'autel de la Vierge avec ses drapés et ses anges. Le Chemin de Croix présente une rare statue de la Vierge aux Sept Douleurs.

Dédiée à Trophyme, 1er évêque d’Arles, évangélisateur de la Provence, l’Eglise accueille durant ses messes de nombreux présidents, en villégiature à Brégançon depuis 1968.