L’occupation du site sur lequel est implantée l’église Saint-Thyrse semble remonter à la période antique. La Carte archéologique de la Gaule mentionne ainsi une nécropole et un site antique à proximité de l’église ³. Le territoire de Robion a fréquemment livré des monnaies romaines et des débris de tegulae et la route reliant Castellane à Comps reprendrait le tracé d’une voie antique ⁴. On remarquera en outre que le soubassement d’autel de la chapelle est peut-être formé par le remploi d’un cippe, conformément à une pratique assez usuelle en Provence ⁵.

Le territoire de Robion est évoqué dès le XIe siècle dans le Cartulaire de Saint-Victor de Marseille : il est fait mention, vers 1045 d’un rappel des biens donnés à Saint-Victor dans le territoire de Castellane, parmi lesquels est évoquée une manse donnée in Rubione. Plusieurs lieux de culte marquent le paysage environnant. Hormis Saint-Thyrse, la chapelle Saint-Trophime, semi-rupestre, est implantée dans une anfractuosité de la montagne de Robion et domine les lieux à plus de 1350 m d’altitude. Elle est mentionnée comme cella sancti Trophimi en tant que possession de Saint-Victor de Marseille dès 1079 ⁶. Sa situation semble liée à la présence d'un habitat fortifié au pied de la montagne, dont on perçoit encore les traces dans la végétation ⁷. La chapelle du Bourguet (Var), désormais placée sous le vocable de Sainte-Anne et anciennement de Notre-Dame, était desservie par le même prieur que Saint-Thyrse ⁸. Il s’agit d’un édifice roman, dont la construction remonte au XIIIe siècle ⁹.

Les plus anciennes mentions de l’église Saint-Thyrse remontent aux comptes de décime du XIVe siècle (ecclesia Sanctii Tyrsii en 1300 puis ecclesia de Sancto Turcio en 1376) ¹⁰. Les seuls renseignements précis sur l’état de l’édifice antérieurs à la seconde moitié du XXe siècle sont fournis par les procès-verbaux de visite de l’évêque de Senez, dont dépendait la paroisse de Robion. Les pièces les plus anciennes remontent aux visites de l’évêque Jean Soanen en 1697, qui trouve alors l’église en assez mauvais état ¹¹. Des travaux de restauration sont en cours en 1703 ¹². Le procès-verbal du 15 mars 1722, dressé sous l’autorité du même évêque, fait état d’une église et d’un clocher bien réparés ¹³. En 1748, la paroisse est transférée à l’église Notre-Dame, située dans le hameau de Robion ¹⁴. L’église Saint-Thyrse devient alors simple succursale, mais continue à être entretenue, comme en témoigne la visite de l’évêque Jean-Joseph-Victor de Castellane-Adhémar en 1788, qui confirme que « la nef de l’église est bien blanchie, la voute est en bois et le toit a été nouvellement réparé » ¹⁵.



Un procès-verbal d’estimation des biens nationaux, dressé le 1er Germinal de l’An III (21 mars 1795), nous apprend que le couvert de la chapelle est en mauvais état ¹⁶. En 1832, un courrier du prêtre desservant adressé à l’évêque de Digne (le diocèse de Senez a été rattaché à Digne après 1790), indique que les chapelles Saint-Thyrse et Saint-Trophime sont « peu décentes pour qu’un prêtre puisse y exercer en toute sureté de conscience le saint et redoutable ministère. Les autels y sont dégradés les murailles ont perdu leur crépissage il seroit bien ce me semble qu’elles fussent interdites jusqu’à réparation... » ¹⁷. Les procès-verbaux de visites pastorales de la fin du XIXe siècle ne donnent guère d’informations supplémentaires, si ce n’est que la chapelle est signalée en mauvais état en 1870, puis qu’elle est assez convenable et a été réparée en 1893 ¹⁸. D’après une enquête sur les lieux de culte réalisée au tout début du XXe siècle, Saint-Thyrse est une chapelle rurale « où l’on y célèbre trois messes par an, et on y fait le service funèbre pour les quartiers éloignés, le cimetière conservant toujours sa fonction » ¹⁹.