La primitiva chiesa di Castelvecchio sorse nel XII. Nel Quattrocento la chiesa venne interessata da un intervento di ampliamento; ne risultò un edificio a tre navate coperte da capriate lignee e concluse da altrettante absidi. A partire dal 1587 la chiesa fu adeguata ai canoni della controriforma e, con l'occasione, pure rimaneggiata; nel 1636 venne costruito l'altare della Madonna del Carmine.

Qui sono conservate diverse opere di pregio, tra le quali gli affreschi della volta raffiguranti le Virtù Cardinali, il medaglione con soggetto la Santissima Trinità che incorona la Madonna e il coro ligneo, intagliato nel 1872.