L'église a probablement succédé à une première chapelle fondée dès avant le 12e siècle par les comtes de Poitiers. Située au milieu d'une forêt, et alors en mauvais état, cette chapelle est disputée par l'abbaye de Maillezais et l'abbaye de Fontgombault au début du 12e siècle, chacune en revendiquant la donation par le comte de Poitiers. En 1128, l'évêque de Saintes tranche dans ce contentieux en faveur de l'abbaye de Maillezais qui, plus tard, réunit la chapelle à son prieuré Saint-Etienne de Marans. En 1326, la chapelle n'est pas encore église paroissiale. Elle le devient dans le siècle qui suit : en 1453, Jehan Gregault est mentionné curé de Charron dans un acte relatif à la métairie de Sainte-Croix. Vouée à saint Nicolas, patron et protecteur des marins, la paroisse a été détachée de celle de Marans dont le curé-prieur conserve un droit de présentation à la nouvelle cure de Charron.

La partie la plus ancienne de l'église semble être son clocher-porche : il a pu être construit dans la seconde moitié du 15e siècle (lorsque l'église est devenue paroissiale ?), à l'issue de la guerre de Cent ans. Sa travée sous clocher était couverte d'une voûte d'ogives dont il ne reste que les départs. Endommagée pendant les guerres de Religion, l'église (notamment la nef) n'est reconstruite que dans la seconde moitié du 17e siècle (semble-t-il vers 1683). Dès 1663, une visite de l'évêque de La Rochelle constate qu'elle est "fort belle, grande et bien ornée". L'église apparaît sur la carte de la région par Claude Masse, en 1701, avec un clos de murs qui devait déjà délimiter le cimetière. Celui-ci, occupant toute la place actuelle autour de l'église, apparaît, ainsi que l'église, sur le plan cadastral de 1820. Ce document montre le clocher-porche et la nef flanquée, comme aujourd'hui, de ses contreforts. En revanche, la sacristie et la chapelle dans l'angle nord-ouest n'existent pas encore. En 1831, un coq et un drapeau tricolore sont placés au sommet du clocher ; les fleurs de lys, symboles de la monarchie bourbonienne, qui ornaient la croix du clocher et celle de l'église (celle sur le mur pignon est ?), sont retirées.

La chapelle, vouée à Notre-Dame de la Salette, est construite en 1857, à peine dix ans après l'apparition supposée de la Vierge et six ans après sa reconnaissance par l'Eglise. Dans le même temps, on reprend la travée sous clocher. La date 1857 est inscrite au-dessus de la porte intérieure sud dans l'entrée de l'église sous le clocher.

Au cours de la seconde moitié du 19e siècle et tout au long du 20e, l'église connaît divers travaux d'entretien plus ou moins importants : réfection de la couverture de la nef, du clocher et de la sacristie, et consolidation des contreforts en 1882 ; nouvelle intervention sur la couverture du choeur en 1884, sur la charpente en 1886, sous la direction de l'architecte rochelais Ernest Massiou (le tillis de la nef, jusqu'alors plat, est refait en partie cintré) ; consolidation du clocher et remplacement de ses ardoises, en 1902, cette fois sous la houlette de Pierre Corbineau ; nouvelle réfection de la toiture de l'église en 1959 puis en 1972, à la suite d'une tempête. Une importante restauration est menée en 1987 par l'entreprise Antonio de Jésus, sous la supervision de Philippe Zehraoui (architecte ?). Entre temps, en 1926, les dernières pierres tombales du cimetière qui, jusqu'en 1896, entourait l'église, ont été retirées au profit de l'aménagement d'un champ de foire puis d'un parking.