La chiesa di Santo Stefano ha origini medievali e nacque probabilmente come cappella annessa alla rocca Di Vico; la prima costruzione, molto più piccola dell'attuale, aveva la porta principale affacciante verso la rocca.
Nel 1427 la chiesa divenne la parrocchiale del paese e nel 1591 assunse il titolo di Collegiata.
La costruzione originaria venne ampliata una prima volta all'inizio del Seicento. Nello stesso periodo, tra il 1609 ed il  1619, venne costruito il campanile attuale perche quello medievale era stato reso pericolante da un fulmine; la comunità vi fece porre quello che allora era l'unico orologio del paese.
Il secondo sostanziale ampliamento fu realizzato tra il 1652 ed il 1671: la chiesa assunse l'attuale impianto a croce latina mediante l'aggiunta del corpo longitudinale e di due delle tre cappelle che formano le braccia minori della croce; la chiesa primitiva occupava lo spazio dell'attuale transetto.
Tra il 1680 ed il 1692 venne allungata la tribuna del coro per costruire un altare maggiore in muratura in sostituzione di quello esistente in legno. Il duca Orsini contribuì generosamente alle spese e nel 1696 donò il quadro del martirio di S. Stefano che vi compare ancora, dipinto dal pittore modenese Giacomo Zoboli.
In quel'anno il ducato di Bracciano fu acquistato dalla famiglia Odescalchi e l'altare maggiore, ancora in costruzione, rimase mancante della parte superiore; fu completato nel 1724 con il contributo del duca Odescalchi. La sua storia è oggi rileggibile nel'apparato decorativo: nella parte bassa campeggia lo stemma Orsini, mentre i capitelli della parte superiore sono coronati dalla navicella, simbolo del casato Odescalchi.
La attuale facciata della chiesa fu realizzata tra il 1758 ed il 1760; l'accesso alla piazza avveniva allora attraverso una scalinata pentagonale di 13 gradini.
Nuovi restauri interessarono l'interno della chiesa tra il 1789 ed il 1791, quando vennero rifatte le sepolture e le decorazioni in­terne, e poi ancora nel 1886, quando i canonici vollero rinnovare la chiesa in omaggio ai nuovi canoni estetici ottocenteschi. Partecipò alle spese per le nuove decorazioni la principessa Sofia Branicka Odescalchi.
I lavori modificarono completamente la percezione dello spazio  trasformando l'interno di concezione barocca, luminoso e chiaro, in uno spazio in penombra con pareti dai colori scuri, certamente più tetro. I dipinti a tempera sulle pareti laterali del presbiterio e sulle coperture sono opera del pittore Wolfango Conti.
Nel 1873 la scalinata settecentesca di accesso alla chiesa fu sostituita con quella attuale; nella prima metà del secolo scorso furono eliminati i finti marmi in colori scuri.