L'église de Sommevoire est mentionnée dès l'époque carolingienne et elle fut donnée en 972 par Gualon, évêque de Troyes, à l'abbaye de Montier-en-Der.
Elle était le siège d'une cure à la collation de l'abbé de Montier-en-Der. La seigneurie appartenait à l'abbaye de Montier-en-Der qui percevait également les dîmes du lieu cédées par l'évêque de Troyes au début du 12e siècle.
La nef et les bas-côtés de l'église Notre-Dame-en-sa-Nativité furent construits au 11e siècle. Les bas-côtés furent voûtés à la fin du 15e siècle (les fenêtres ont également été refaites à cette époque) et la charpente de la nef fut reconstruite à la fin du 16e siècle, après un incendie survenu en 1576.
Au cours de la première moitié du 19e siècle un plafond badigeonné de chaux fut posé sous la voûte lambrissée et masqua ainsi les baies hautes de la nef.