Le « locus » de Piolenc est mentionné dans des documents peu avant l’an Mil... Il semblerait que ce soit un baron germanique du nom d’Ottelin qui, le premier, occupa la motte féodale : le « puy » (ou puech, ou pio). Mais c’est avec la donation à l’abbé de Cluny Odilon, par le marquis de Provence Rotbaldus, que le nom est définitivement acquis : « Podium Odolinum », qui donnera plus tard « Piolen ». Il semblerait qu’à l’occasion de cette donation, de 3 à 5 moines viennent s’établir à Piolenc.
L’église de ce prieuré a traversé les âges, avec une nef certainement contemporaine du prieuré. Une partie du « château » est encore visible dans les aménagements urbains des XXe et XXIe siècles