L’église-Notre-Dame de Girolles est mentionnée sous le nom de Saint-Denis de Girolles dès le IXe siècle. Elle ne prend toutefois le nom de Notre-Dame de Girolles qu’au XIIe siècle. Cette évolution de dénomination constitue le principal repère historique fourni sur l’édifice.
L’église conserve un tympan sculpté représentant l’agneau mystique. Un tympan désigne ici une partie sculptée intégrée à l’architecture de l’entrée ; celui de Girolles est abrité par un porche. Cette œuvre est présentée comme unique dans le Gâtinais. Sa singularité a contribué à l’inscription de l’édifice à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques.
Quatre chapiteaux appartiennent également à la même époque que le tympan. Ces éléments sculptés se distinguent par leurs motifs variés et par la qualité de leur exécution. Le texte source précise qu’ils n’ont pas subi l’altération du temps, ce qui permet d’apprécier la finesse de leur décor. L’ensemble du tympan et des chapiteaux constitue ainsi un témoignage remarquable de la sculpture conservée dans cette église.