L’església de Sant Pere dels Arquells ja existia l’any 1084. Va ser una fundació de Guillem I d’Òdena, senyor del castell homònim i fundador del llinatge. Tant ell com la seva esposa, Ermengarda, la dotaren amb importants béns, probablement amb la voluntat que assumís una funció monàstica. Fou el seu fill, Ramon Guillem d’Òdena, qui l’any 1100 cedí l’església a la canònica de Santa Maria de l’Estany perquè hi establís un priorat. Ja l’any 1105 es documenta l’existència d’una comunitat en aquest lloc.
El priorat es desenvolupà progressivament sota la tutela de l’Estany i gràcies a les donacions rebudes. La decadència d’aquella canònica, però, comportà també una davallada en la vitalitat de Sant Pere dels Arquells. Al llarg del segle XV, la comunitat es reduí al mínim, i a partir de mitjan segle només hi consta la presència d’un paborde, que no residia al lloc. L’any 1592, l’establiment fou secularitzat i passà a dependre de Santa Maria de Montserrat en qualitat de priorat; des d’aleshores, el lloc estigué atès primer per un prior i posteriorment per un sacerdot. Malgrat tot, conservà la seva condició de priorat fins al 1835, moment en què es transformà en parròquia. L’església actual és una petita construcció del segle XIV, reformada durant el segle XIX.
- GAVÍN, Josep M. (1987). Inventari d'esglésies. Vol. 20. Segarra, Urgell. Barcelona: Arxiu Gavín
- PLADEVALL, Antoni (1970). El Priorat de Sant Pere dels Arquells, a la Segarra. Notícia històrica i relació d'un plet que va sostenir amb Poblet. Miscel·lània històrica catalana. Homenatge al pare Jaume Finestres. Scriptorium populeti, 3
- PLADEVALL, Antoni; BACH, Antoni (1997). Sant Pere dels Arquells. Catalunya romànica. Vol. XXIV: Barcelona: Enciclopèdia Catalana