La Chiesa fu fondata nel XII sec. e divenne parrocchia dal XVI sec. Fu ricostruita nuovamente nel 1800 e consacrata il 16.07.1927. Faceva parte del Vicariato di Campiano, dell'Arcidiocesi di Ravenna-Cervia, oggi, è stata affidata alla Diocesi di Forlì-Bertinoro.
Secondo le prime testimonianze documentarie relative a luoghi di culto presenti in questo territorio, in Carpinello esistevano tre chiese con addetto al loro servizio un sacerdote, pur non avendo la cura d'anime.  
Ancora nel 1557, nell'atto di presa di possesso della parrocchiale e plebana chiesa di Pievequinta, il parroco risulta essere anche rettore delle chiese "sine cura" di Santa Maria e Sant'Egidio di Carpinello. Le cose cambiarono però dopo breve, infatti, nella Visita Pastorale del 13 aprile 1567 entrambe le chiese sono chiamate parrocchiali e sono unite sotto un unico rettore, il forlivese Tommaso Talombini. 
Dal Sistema Informativo Unificato per le Soprintendenze Archiviste (SIUSA), si è riscontrato, nel tempo, che presso la Chiesa di S. Maria del Carmine di Carpinello, furono presenti enti ed associazioni cattoliche come l'Apostolato della preghiera (non si hanno notizie certe sulla data di costituzione ed eventuale soppressione), la Compagnia del Santissimo Sacramento (esistente già dal 1863 e fino al 1901, non si conoscere la data di costituzione e soppressione), la Compagnia di S. Maria del Carmine (esisteva già nel sec. XVII, 1645, fu ricostruita nel 1897 ed attiva nel 1962, pur non conoscendo la data di costituzione e soppressione) e la Pia Unione delle figlie dell'Immacolata (la Compagnia fu fondata nel 1924 ed erano iscritte le giovinette dai 12 ai 16 anni. Non si conosce la data della sua soppressione).