L'esistenza di un edificio sacro dedicato a S.Cecilia risale al periodo medievale: nel testamento redatto da una nobile Trissino nel 1297 appare una donazione alla chiesa di "S. Cecilia di Chiuse". Quasi certamente si trovava nell'attuale piazza comunale. Va infatti ricordato che Chiuse comprendeva l'area Piazza - Via Bocca, parte della Campagna lungo il corso della Poscola, la dorsale collinare M. Castello - S. Valentino - Grumi - Monteschiavi, e la parte centrale e meridionale della Val di Lonte: l'attuale piazza di Castelgomberto era praticamente il punto di contatto tra i due comuni medievali di Chiuse e Castelgomberto, riuniti amministrativamente tra la fine del secolo XIV e i primi anni del successivo.
Fu la chiesa che simboleggiò l'unificazione dei due villaggi: costruita in contrà Chiuse, località che faceva parte del comune di Castelgomberto, divenne la nuova parrocchiale di un centro abitato ormai unificato sia dal punto di vista civile che religioso. Dopo la costruzione della nuova chiesa parrocchiale di SS. Pietro e Paolo, fu abbandonata e abbattuta. Andarono disperse opere di pregio che si trovavano al suo interno: alcuni altari furono trasportati nella nuova chiesa, dove si conserva una bella pala, della scuola del Pittoni, che raffigura il martirio di S. Cecilia. Venne ricostruita nei primi anni '50 a Valle, frazione del comune diventata parrocchia autonoma, conservando l'identica fisionomia della facciata. Pregevole la statua della santa, collocata in alto sopra la facciata.