La chapelle, dédiée à Saint-Marcel, évêque de Die mort vers 510, est élevée sur l'emplacement d'un site romain attesté par les fouilles archéologiques ; un fragment colonne et un chapiteau antique trouvés in situ sont remployés au-dessus de la façade. Selon certains auteurs, la chapelle aurait été à l'origine celle d'un prieuré dépendant de Saint-Vincent de Taulignan ; selon d'autres, elle aurait appartenu aux chevaliers de Saint-Jean de Jérusalem. En 1586, elle faisait partie d'un domaine, la grange de Saint-Marcel, vendu par les consuls de Taulignan aux Alleman du Champ, qui la revendent aux Vesc en 1592. Le type simple de plan et le mode de construction, en particulier celui de l'abside, est datable du XIIe siècle. La nef a été voûtée (ou la voûte refaite) au XVIe siècle, et l'adjonction d'arcs-boutants se rattache probablement à cette restauration ou à une réparation ultérieure signalée en 1693 ; la façade a été remontée à la même époque, ainsi que le porche, aujourd'hui écroulé. Lors de sa visite pastorale de 1737, l'évêque de Die prescrit des réparations. Abimé par la Révolution, l'édifice est restauré en 1835. Toujours propriété privée, la chapelle vient de subir une restauration complète, à l'extérieur et à l'intérieur, en 1993 et 1995, en partie grâce à l'Association des onze tours.