Les dates de construction de l'église ne sont pas connues mais elle ne semble pas antérieure au 12e siècle. La cure est à la nomination de l'abbé de Celles.
Un texte de 1769 signale l'église "en bon état et fournie de tous les ornements nécessaires". Elle est vendue comme bien national en 1798, à Jean Dury, notaire public à Celles, pour 55 000 francs. Le procès-verbal de la vente porte la mention "la cy-devant église paroissiale de Celles, avec une cave au-dessous de même étendue".
La commune de Celles a racheté les bâtiments conventuels de l'abbaye en 1971 et l'église Saint-Hilaire fait désormais partie de l'ensemble. Les vestiges sont classés Monument Historique en 1989 et ont été nettoyés de la végétation dont ils étaient envahis.