Al lloc on s'erigeix l'actual edifici hi hagué una ermita anomenada Santo Alifon. La data de la seva construcció és desconeguda, però diversos textos mencionen la seva existència. La referència més antiga coneguda és un treball del bisbe de Porto, Vicente Mendes, datada del 1296.

Se sap que existia, el segle xii, una ermita que hauria estat consagrada pel bisbe Pedro Pifões. Ja en perill d'esfondrament, va ser demolida el 1709 i aquest mateix any s'inicià la construcció de la nova església. L'obra va durar trenta anys i s'inaugurà el 18 de juliol del 1739. El primer estadi de la construcció fou completat el 1730 quan el cos principal fou acabat i el frontó triangular, que conté un timpà amb la inscripció "Ildefonse per te vivit domina mea MDCCXXX", va ser col·locat. La segona fase, del 1730 al 1739, consistí en l'erecció dels dos campanars i l'acabament de la façana i el nàrtex. El seu arquitecte és desconegut tot i que existeixen registres dels noms dels fusters, pedrers i serrallers que hi treballaren.

Àmpliament restaurada el 1819 a causa dels danys causats per una severa tempesta, l'església també sofrí danys de foc d'artilleria el 21 de juliol del 1833 durant el Setge de Porto. A través dels anys l'edifici ha emprès modificacions estructurals i millores, incloent el canvi dels vitralls el 1967, creats per l'artista Isolino Vaz. Dinou tombes va ser descobertes el 1996 durant treballs de restauració del nàrtex, en una àrea que correspon al cementiri de l'antiga capella.