La chiesa di Santa Croce sorge sulla Rocca di Sparone ove esisteva, già prima dall'anno 1000, l'antico castrum che, secondo la tradizione, vide Re Arduino sostenere con successo l'assedio delle truppe dell'imperatore Enrico II di Germania.
Del castello e delle antiche fortificazioni rimangono solo suggestive rovine, all'interno delle quali è situata la chiesa romanica di Santa Croce. Recenti lavori di restauro hanno riportato alla luce importanti affreschi gotici databili verso la fine del Trecento.
L'esistenza della Rocca di Sparone, posta in cima ad una altura, in posizione strategica per il controllo delle strada che sale lungo la Valle dell'Orco, è documentata sin dall'anno 1000, quando Ottone III, imperatore del Sacro Romano Impero, ne fece oggetto di donazione alla chiesa di Vercelli, togliendo ad Arduino, marchese di Ivrea, i relativi diritti feudatari.
La rocca è nota anche come Rocca di Arduino; la tradizione vuole infatti che durante gli eventi bellici che seguirono la sua incoronazione a re d'Italia, avendo Enrico II inviato l'esercito imperiale per destituirlo, Arduino si sia ivi asserragliato riuscendo a sostenere vittoriosamente l'assedio tra il 1004 ed il 1005.
Nel XII secolo la rocca fu contesa tra le casate dei San Martino e dei Valperga, famiglie feudatarie che si contendevano il possesso dell'alto Canavese. In seguito, dopo esser passata sotto il dominio del marchese del Monferrato, venne ceduta nel 1389 ai Savoia.
Cessato il suo ruolo strategico militare, il castello venne smantellato nel corso del XVI secolo, durante le lotte tra Francia e Spagna. Le superstiti mura della rocca (che si sviluppavano probabilmente lungo un perimetro superiore a quello oggi visibile) furono, col tempo, quasi interamente demolite ed utilizzate come riserva di pietre per le costruzioni rurali del luogo. Rimase in piedi solo la chiesa dedicata alla Santa Croce che continuò a lungo a svolgere funzione di parrocchiale, fino a quando tale funzione fu assunta dalla chiesa di San Giacomo, al centro dell'abitato di Sparone.
Di grande interesse storico ed artistico sono gli affreschi riportati alla luce da restauri iniziati nel 1999: prima di allora erano visibili solo alcuni lacerti, segnatamente le raffigurazioni dell'Angelo annunziante e della Vergine annunziata posti ai lati dell'arco absidale, dentro a due inusuali pennacchi a tromba.
Rimarchevole è la qualità pittorica degli affreschi, che vengono datati verso le ultime decadi del XIV secolo e collegati stilisticamente alla tradizione giottesca in area lombarda.
