Il primo nucleo del complesso (detto castrum) sorse per opera dei Romani nel IV-V secolo d.C. come uno degli avamposti militari edificati a scopo difensivo contro i Barbari lungo la fascia nord-occidentale delle Alpi. La zona del fiume Olona dove sorge Torba, detta Sibrium, in età romana costituiva infatti un luogo di importanza strategica sia per l’approvvigionamento delle acque, sia per la posizione lungo un fondamentale asse di comunicazione transalpino.
Il castrum venne utilizzato nei secoli successivi anche da Goti, Bizantini e Longobardi. Fu proprio durante il lungo periodo della pax longobarda che il complesso di Torba, perdendo il suo scopo militare, acquisì una funzione civile e, in seguito, religiosa, grazie all’insediamento, nell’VIII secolo, di un gruppo di monache benedettine che fece costruire il monastero e che aggiunsero all’edificio originale i locali che ospitavano le celle, il refettorio e la sala di preghiera, oltre a un portico a tre arcate e, nell’XI secolo, la piccola chiesa intitolata alla Vergine. Durante l’epoca franca il Seprio divenne sede di un contado, acquisendo così anche una funzione agricolo-produttiva; nei secoli successivi il sito divenne terreno di scontro fra alcune delle più potenti famiglie milanesi, in particolare tra i Della Torre e i Visconti nel XIII secolo: nel 1287 Ottone Visconti, per eliminare ogni traccia dei rivali, ordinò l’abbattimento di tutto il castrum, a eccezione degli edifici religiosi (all’interno dei quali era nel frattempo stata inglobata anche la torre romana).
Dai documenti conservati (le prime testimonianze scritte risalgono al 1049) è possibile ricostruire la storia del monastero, particolarmente articolata soprattutto nel periodo rinascimentale. Ristabilito l’ordine, molte famiglie nobili si avvicendarono per incaricare come badessa una persona della propria stirpe, sino ad arrivare ai Pusterla, ai quali si deve il definitivo trasferimento delle monache a Tradate, nel 1482, lasciando la cura della terra a massari. Iniziò quindi il cosiddetto “periodo agricolo” del complesso, finché, in epoca napoleonica, nel 1799, con le soppressioni degli ordini religiosi Torba perse definitivamente lo status di monastero. L’intera costruzione venne in tal modo riadattata alle mansioni agricole: il portico venne murato, l’entrata della chiesa ampliata e trasformata in magazzino per carri e attrezzi e tutti gli affreschi vennero coperti da un nuovo intonaco.
La chiesa venne costruita in diverse fasi tra l’VIII e il XIII secolo, utilizzando pietre di origine fluviale, raccolte dalla vicina Olona e legate tra loro da sabbia e calce. Al proprio interno ingloba parti di un precedente edificio ecclesiastico: all’interno della chiesa sono infatti ben visibili i resti di un campanile a pianta quadrata presente antecedentemente alla costruzione. La muratura esterna dell’abside, a ciottoloni, è scandita da quattro lesene che delimitano cinque campiture entro cui sono state ricavate monofore strombate. Il perimetro superiore è decorato con archetti pensili in cotto, che creano un interessante gioco cromatico, caro al romanico lombardo. All’interno della chiesa sono poi state rinvenute alcune tombe e una cripta ad ambulacro, riferibile all’VIII secolo, cui si accede da due scale di pietra poste sulle pareti laterali. Di originale forma rettangolare venne in seguito ampliata durante i secoli XII e XIII tramite l’inserimento della parte absidale, eretta con tufo e mattoni. Per restituire il volume originario degli interni, sopra la cripta è stato posizionato un soppalco removibile in legno.
Le raffigurazioni pittoriche a calce sono, a causa del loro stato di conservazione, alquanto frammentarie e non permettono l’esatta identificazione dei soggetti. Due sono le fasi identificabili degli affreschi: una più antica, del IX-X secolo, e una successiva, dell’XI-XIII: a quest’ultima datazione sono riferibili alcuni frammenti visibili sul corpo del campanile, tra cui si identifica il volto di Gioacchino, accompagnato dall’iscrizione (A)KIM. La varietà della tessitura muraria esterna testimonia la tormentata storia che la chiesa ha subito nei secoli.