C'est en 1012 que l'église Saint-Laurent apparaît dans l'histoire par sa charte de donation. Cette date n'est pas sans importance : elle coïncide en effet avec la réorganisation d'ensemble que subit la région, qu'il s'agisse des biens ecclésiastiques avec l'action d'Isarn ou de son successeur Guigues, qu'il s'agisse des principautés avec le démembrement du royaume de Bourgogne et l'entrée dans la mouvance ottonienne. Malheureusement, sur cette période, on n'en connaît pas beaucoup plus à Grenoble. C'est l'évêque de Grenoble Humbert d'Albon qui donne aux bénédictins de Saint-Chaffre, en Auvergne, dont l'abbé lui était apparenté, l'église Saint-Laurent assortie des terrains et vignes voisines, ainsi qu'un certain nombre de droits .

Les moines prennent possession de l'église construite au IXe siècle et révélée par l'archéologie.

Les XIIe et XIIIe siècles sont une grande période pour le prieuré, qui bénéficie d'un temporel de plus en plus important.
L'église prend au milieu du XIIe siècle l'ordonnance que nous lui connaissons aujourd'hui pour l'essentiel, avec un large chœur, sur le même plan que le précédent mais avec une ornementation différente.

Le chœur et le chevet reçoivent à cette époque tout leur décor : trois larges baies flanquées de colonnettes à chapiteaux corinthiens de bonne facture, présentant des motifs végétaux, des têtes de personnages dans des rinceaux, des aigles affrontés regardant en arrière, aux ailes et serres anguleuses, aux plumes bien marquées, et une série de modillons à la base du toit aigles aux ailes semi-déployées, becs à gauche, têtes d'oiseaux ; têtes d'animaux ; masques humains, visages barbus ou non aux cheveux séparés par une raie médiane, bouche fermée, yeux ovales à pupille perforée supportant une corniche en large bandeau, décor de serpents fantastiques sculptés aux épais corps ondulés, faisant un anneau en leur centre, et présentant au tiers de leur longueur des ailes et
des serres de rapaces, très petites, à l'extérieur, sous les modillons.