Under middelalderen hørte kirken under Æbelholt Kloster, som frem til omkring 1175 lå på Eskilsø, og den munk eller præst, der var bestyrer af klosterets ladegård på Eskilsø, ar også den, som forrettede gudstjenesten i kirken. Under reformationen blev kirken inddraget, men kom efterfølgende til at høre under Roskildegård. Gundsømagle Kirke fungerede som annekskirke til Jyllinge Kirke, og i 1687 blev de sammen overdraget fra kronen til generalfiskal Jørgen Landorph, samt justits- og kancelliråd Vilhelm Mule. De to kirker delte siden ejere og hørte senere begge under Hejnstrupgård i Gundsømagle Sogn. Kirken overgik til selveje 10. september 1920. Sagnet om lindormen er også knyttet til Jyllinge Kirke.