La parrocchia di Pollegio, che comprende una gran parte della popolazione del comune, si scisse dalla matrice bodiese nel 1602; anno in cui il cardinale Federigo Borromeo, durante la visita pastorale alle valli ambrosiane, accordò la tanto ambita separazione.
Tanto ambita visto che gli abitanti di Pollegio, nei decenni precedenti questa data, l' avevano già più volte richiesta a San Carlo durante le sue visite nella regione, ma il santo arcivescovo non aderì mai alle loro richieste. Addirittuta nel 1567 tutti i vicini chiesero a San Carlo la separazione dalla chiesa di Bodio, ma venne anche a loro negata. I Pollegesi dovettero allora aspettare fino al 1602; da quel momento, Pollegio ebbe finalmente una sua propria vita parrocchiale.
Nel 1478 dopo la "Battaglia dei Sassi Grossi" del 28 dicembre (che avvenne nei territori fra Bodio e Pollegio) i confederati seppellirono i loro morti a Pollegio e decisero di costruire una chiesetta presso l' ossario dedicata ai Santissimi Martiri Innocenti, la cui festa ricorre appunto il giorno dalla battaglia; prima di quest' epoca è molto probabile che l' unica chiesa disponibile fosse quella di Santa Maria annessa al convento degli Umiliati.
Dopo il 1602 quando venne finalmente accordata la divisione dalla parrocchia di Bodio e Pollegio potè averne una sua indipendente, la chiesetta costruita venne fatta divenire Chiesa Parrocchiale (di rito ambrosiano e sempre dedicata ai Santissimi Martiri Innocenti) . Come feste principali della parrocchia vennero fissati: il 13 giugno, festa di Sant' Antonio da Padova ed il 28 dicembre, festa dei Santissimi Martiri Innocenti.
In quegli anni, la chiesa, con una singola navata con volta a botte, fu abbellita ed ingrandita e prese un' impronta barocca; nel 1700 e poi anche nel 1800 venne ristrutturata diverse volte, come anche verso la metà del 1900.
Durante questi restauri vennero cancellati dipinti precedentemente presenti e la maggior parte della chiesa, esclusa l' abside venne pitturata di bianco. Venne fatto dipingere sull' arco trionfale un affresco rappresentante l' Annunciazione dal pittore Gonzato, e vennero fatte colorare dal pittore locarnese E. M. Beretta le due vetrate dell' abside rappresentanti Sant' Ambrogio e San Carlo. La chiesa fu poi definitivamente riabbellita pochi anni fa, nel 1993, con il restauro che consentì a molti dipinti precedentemente coperti (come il dipinto raffigurante Santa Lucia, offerto alla chiesa dagli scalpellini della regione) di ritornare alla luce. Infine, qualche anno dopo il restauro, venne poi messo a nuovo il sagrato.
A ricordare il fatto che la chiesa venne costruita nel punto in cui i confederati seppellirono i caduti della battaglia dei Sassi Grossi, vi è oggi una targa commemorativa affissa all' entrata su iniziativa del professor Roberto Forni.
Sempre al di fuori della chiesa, si trova oggi il busto del teologo Don Luigi Imperatori (1844-1900) in ricordo di colui che fu sicuramente il più gran personaggio ecclesiastico venuto da Pollegio, ed una delle figure più importanti della pedagogia ticinese .
Parte delle informazioni contenute in questo testo provengono direttamente dell' autore e da suoi studi, mentre altre sono state estratte da ricerche storiche degli anni passati a cura del Professore Roberto Forni.