L'église actuelle de Chaux-des-Crotenay fut construite à partir du dernier tiers du 15e siècle, à l'emplacement de la chapelle du château. La seigneurie appartenait depuis 1430 à la famille de Poupet dont l'un des membres, Guillaume, conseiller du Duc de Bourgogne, fit élever le choeur de l'église, avant sa mort en 1480, et dont trois autres représentants, Jean, André et Jean se succédèrent sur le siège épiscopal de Chalon, jusqu'en 1531. Les armoiries de la famille de Poupet subsistent dans quelques baies de l'église, dont certaines mi-partie avec celles de la famille de Clermont. Ont disparu celles d'un descendant de la famille, abbé de Baume-les-Messieurs.