San Lorenzo fu la prima chiesa parrocchiale di Montiglio e una delle più antiche pievi della Diocesi di Vercelli. Di antichissima costruzione (X secolo circa), di essa si legge nelle visite pastorali che «il tempo della di lei fondazione è imperscrutabile poiché si fa per tradizione che la medesima fosse dedicata al dio Esculapio». Sorge, come altre chiese del territorio, sulla sommità di una collina da cui domina l'incantevole paesaggio agreste. Verso la fine del XVI secolo, tuttavia, ebbe inizio la costruzione della chiesa di Santa Maria della Pace voluta dal vescovo della neoistituita diocesi di Casale Monferrato di cui entrò a far parte anche la parrocchia di Montiglio. La creazione di una nuova parrocchiale derivava in parte dalle ridotte dimensioni e dal cattivo stato di conservazione dell'edificio e in parte «trovandosi la suddetta chiesa di San Lorenzo lontana dalla terra», ovvero dal centro abitato. L’importanza di quest’antico edificio per la vita della parrocchia si mantenne comunque nel tempo vista l’attigua presenza del cimitero in cui si continuò a seppellire anche nei secoli successivi. L’edificio di San Lorenzo nel tempo ha subito molte modifiche che non ne hanno però compromesso l’impronta romanica originaria dell’interno della chiesa e dell’architettura complessiva. Originariamente era costituito di tre navate terminanti in altrettante absidi; le absidiole delle navate laterali furono demolite con le ristrutturazioni che intervennero nel XVIII secolo, quando furono edificate le due strutture murarie quadrate poste in corrispondenza dell'innesto dell'abside centrale, che sporgono dal perimetro della chiesa quasi a rappresentarne il transetto. La stessa fisionomia interna delle navate laterali fu modificata, ricavandone una serie di cappelle a pianta semiesagonale. Nulla resta, invece, della facciata originale della chiesa, ricostruita nell'Ottocento adottando un incongruo stile neoclassico per poi essere nuovamente rifatta, più coerentemente, nel corso degli anni ‘50 del Novecento riutilizzando in parte materiale lapideo antico. Internamente l’edificio non custodisce alcun arredo sacro, tuttavia, assai ricco e originale è l’apparato scultoreo realizzato su abachi e capitelli, ancora oggi perfettamente conservato. Ignoto è il nome dello scultore, o meglio degli scultori, che realizzarono l’apparato decorativo, sebbene risulti ben riscontrabile lo stile di un’unica bottega che operò nel cantiere nella prima metà del 1100. I capitelli figurati in pietra scolpita di ottima fattura sono visibili solo da tre lati, mentre il quarto è inglobato nei setti murari che dividono le cappelle, contribuendo così a sostenere la spinta della volta a botte. Differenti sono i soggetti scolpiti nei capitelli: si trovano chierubini, motivi vegetali, figure umane e animali, spesso utilizzate con intento simbolico o di richiamo all’Antico Testamento.