Badania archeologiczne prowadzone pod obecną świątynią i w jej otoczeniu wykazały istnienie kolejnych faz zabudowy sięgających starożytności i wczesnego średniowiecza. Najstarsze rozpoznane pozostałości budowli kościelnej datowane są na IX–X wiek, natomiast najwcześniejsze ślady chrześcijańskiego dziedzictwa Piranu pochodzą z VI wieku.
Według rekonstrukcji archeologicznej w okresie romańskim na wzgórzu znajdowała się trójnawowa bazylika z dużą apsydą, atrium oraz stojącym przed wejściem baptysterium. Zachowane fragmenty kamieniarskie z okresu od X do XII wieku są prezentowane w lapidarium zespołu kościelnego.
Źródła historyczne wymieniają pod koniec XII wieku pirańskiego proboszcza i kapitułę kanoników. Świątynia pełniła rolę głównego kościoła rozrastającego się miasta i była związana z miejscową kapitułą.
Kościół gotycki
W późnym średniowieczu wcześniejszą bazylikę zastąpiono kościołem gotyckim. Świątynię konsekrowano w 1344 roku, a jej powstanie wiązało się z rozwojem Piranu jako miasta portowego pozostającego pod władzą Republiki Weneckiej.
Gotycki kościół miał formę trójnawowej budowli i był stopniowo rozbudowywany oraz wyposażany w dzieła sztuki sakralnej. Zachowane elementy tej fazy obejmują m.in.