L’existence de Montbellet est attestée dès 850. L’église paroissiale faisait partie, à l'origine, d’un prieuré dépendant de l'abbaye de Saint Claude dans le Jura et qui avait pour annexe la chapelle de Saint Oyen, saint jurassien. On peut observer, à l’intérieur, trois étapes de construction, selon R. Oursel : 1/ De l’époque romane, au XIIe siècle, reste la travée sous clocher avec coupole octogonale sur trompes, portée sur deux arcs latéraux qui permettent le passage du plan rectangulaire au plan carré. 2/ L’époque gothique : le chœur, de la fin du XIIIe siècle ou début XIVe, à chevet plat, est profond de deux travées, il est voûté d’ogives chanfreinées, que sépare un fort arc doubleau au cintre légèrement brisé. Il est éclairé dans l’axe par une grande fenêtre à remplage gothique à deux lancettes, sertie de pierres apparentes qui ressortent sur le chevet rouge lie de vin. Les vitraux bleus du chœur sont modernes. Les chapelles latérales carrées voûtées d’ogives sur consoles d’angle sont aussi du XIIIème. Un hagioscope (jour rectangulaire, creusé de biais) permet d’avoir vue sur le maître-autel depuis la chapelle sud. La piscine liturgique au sud, sous arcade et écoinçons ajourés de rosaces contribue à dater cette partie médiévale. 3/Début XVIIIe siècle : la nef unique rectangulaire plafonnée ne paraît pas romane, elle a été agrandie en 1702. Bâtie sur un sol pentu, elle présente une assez forte déclivité d’ouest en est : 3 marches et 5 gradins depuis le porche conduisent au premier tiers de la nef ; des bancs sont installés sur les trois derniers gradins, ce qui donne une vue plongeante sur le chœur. La nef ouvre à l’ouest par une porte en plein cintre aux arêtes chanfreinées, et au midi, par une porte secondaire en plein cintre, à deux impostes toscanes et clé de voûte gravée de l’inscription : DOMUS MEA DOMUS ORATIONIS (« Ma maison est une maison de prière »). Les travaux de restauration se sont poursuivis au XIXe et XXe.
