La zona fu stabilmente abitata fin dall’antichità pre-romana, anche se per trovare le prime notizie certe della Pieve e della comunità sociale e religiosa che vi si era attorno costituita dobbiamo attendere almeno il XIII secolo. A quel tempo dalla Pieve di Sant’Eusebio dipendeva tutto il territorio detto di Angarano (autonomo da Bassano fino al 1812) con le tre chiese campestri di San Giorgio, San Michele e Santissima Trinità.
La chiesa attuale fu edificata nel Settecento: in quegli anni, sulla scia del rinnovamento degli edifici ecclesiastici che caratterizzò tutta la diocesi vicentina, venne demolita l’ormai precaria pieve medievale. Il nuovo edificio, attribuito all’architetto bassanese Giovanni Miazzi, venne consacrato il 25 luglio 1761 dal cardinale Marino Priuli, vescovo di Vicenza. Già in quegli anni il numero elevato di chiese e cappelle esistenti nel territorio della pieve rendeva difficile una cura pastorale unitaria ed efficace. La situazione venne sempre più acuendosi sino a che, nel 1877, Santissima Trinità fu eretta a parrocchia autonoma e così pure San Michele, qualche decennio più tardi.
La gloriosa storia della Pieve di Sant’Eusebio veniva ricompensata attribuendo alla chiesa il titolo di “arcipretale”, a ricordo della sua funzione di “chiesa madre” per le parrocchie vicine.