Certaines sources laissent à penser que cette église était la chapelle d'un château disparu situé à l'emplacement du cimetière, et dont une tour est mentionnée jusqu'au début du 19e siècle. Les premières mentions d'archives attestent un bâtiment en 1243, date à laquelle le clocher était déjà construit. Les chapelles carrées possèdent des éléments sculpturaux indiquant des modifications au 14e siècle. En 1834, l'église de Saint-Bérain-sur-Dheune est abandonnée pour une construction neuve, au centre-bourg. La nef est démolie par la suite pour alimenter la nouvelle construction. (E. Fyot, Trois fiefs sur la Dheune, Saint-Berain, La Motte-sur-Dheune et la Motte-Vouchot, In : Mémoires de la Société Eduenne, T 38, 1910, p. 325-353 ; Hervé Mouillebouche, L'habitat fortifié en Bourgogne ducale, Base de données sur DVDrom, 2011 ; Inventaire Oursel, Archives départementales de Saône-et-Loire)