Cluny est mentionnée dès le début du IXe siècle dans une charte du chapitre de Saint-Vincent de Mâcon : ''In pago Matiscensi… Cluniacum''<ref>Rigault, Jean, ''Dictionnaire topographique du département de la Saône-et-Loire'', 2008.</ref>. La ville se développe considérablement à partir de la fondation de l’abbaye Saint-Pierre et Saint-Paul, en 910. La paroisse Saint-Marcel est la troisième et dernière paroisse à se constituer près de l’abbaye de Cluny. Elle se développe dans un faubourg d’artisans, près de la rivière Grosne et de son affluent le Médasson. Cette paroisse connaît une forte croissance aux XIIe et XIIIe siècles.

L’église actuelle, dédiée à Saint-Marcel, est la plus ancienne église à avoir été conservée à Cluny. Le changement de vocable en faveur de saint Marcel illustre la lente émancipation des habitants de l’autorité monastique. Dans la seconde moitié du XIIe siècle, l’église est en partie reconstruite sur les bases de la chapelle primitive, à la suite de l’incendie qui ravage la ville vers 1159<ref>Virey, Jean, ''Les églises romanes de l’ancien diocèse de Mâcon'', Mâcon, Protat, 1935, 474p.</ref>. L’édifice actuel est entièrement roman, outre quelques ajouts (notamment le bloc de constructions au nord) et reprises inévitables avec le temps. On distingue bien deux phases médiévales dans la construction, notamment grâce aux deux séries différentes de fenêtres dans les murs de la nef, et à la rupture bien visible entre le premier étage du clocher octogonal et les suivants.