L’église actuelle a été édifiée à l'emplacement d'une chapelle. En effet, l’église paroissiale de Domfront était auparavant celle de Notre-Dame-sur-l’Eau construite au XIe siècle. Dans la première moitié du XVIIIe siècle, la municipalité souhaite se doter d’une nouvelle église paroissiale, la chapelle est alors remplacée par une première église Saint-Julien. En 1892, l’état de cet édifice étant dégradé, un projet pour une église plus grande est établi. En 1897, de premières esquisses sont présentées et un concours public est lancé en 1901. Les concurrents pouvaient choisir le style ou les matériaux, alors que le projet imposait un montant (300 000 F maximum, diminué quelques mois plus tard à 140 000 F) et un nombre de places disponibles (1 200). L’architecte Jardel de Paris remporte le concours et présente son devis en 1903, qui est rejeté par le préfet et les inspecteurs généraux des édifices diocésains et paroissiaux. Avec la loi de séparation des Églises et de l’État de 1905, il est décidé de rendre les 120 000 F, recueillis grâce à une souscription, par crainte qu’ils ne soient confisqués par l’État. Ainsi, le projet de nouvelle église est ajourné. En 1921, l’Abbé Dutertre prévoit de restaurer l’ancienne église dont l’état continue de se détériorer. Plusieurs tempêtes accélèrent le délabrement de l’édifice : en 1923, la couverture est perforée à divers endroits, en 1924, la coupole s’effondre. Une somme de 160 000 F est réunie pour la restauration. L’architecte Albert Guilbert présente à la municipalité un plan pour la restauration mais aussi une proposition pour la construction d'un nouvel édifice. Son fils, Jacques Guilbert, participe également au projet. Le 3 février 1924, il est décidé qu’une nouvelle église sera construite. L'édifice est édifié entre le 1er mai 1924 et 1926 et le décor achevé en 1933 (pose des mosaïques en 1929). Les problème d'infiltrations d’eau conduisent à des reprises dès 1928 mais aussi en 1934. Le clocher est endommagé lors de la seconde guerre Mondiale. En 1976, une première bâche protectrice est installée sous le clocher de l’église car ce dernier se dégrade. En 1984, les dégradations étant jugées trop dangereuses, l'édifice est fermé au public quelques années. L’église Saint-Julien est classée aux Monuments historiques en 1993. En 1995, un filet de sécurité extérieur est posé sur le clocher. Le monument est de nouveau fermé en 2006. Le clocher est restauré entre 2011 et 2013.