La presencia de la Orden mercedaria en Sarrión se remonta a 1242, cuando Jaime I donó a Fr. Juan Bardají, Superior de la Orden de la Merced de Sarrión, varias tierras.  La iglesia del Convento, bajo la advocación de Santa María, aparece documentada desde el año 1251. Los edificios de este conjunto sufrieron numerosas reformas en la Baja Edad Media y Edad Moderna, conservándose restos del claustro (siglo XVII), si bien el grueso de la obra conventual es de mediados del siglo XVIII (1756).

Antigua iglesia parroquial, construida en estilo protogótico en el siglo XIII. Pese a que Sarrión estaba integrado en la Comunidad de Teruel, el templo pertenecía a la Orden del Temple, estableciéndose en 1248 un acuerdo entre los comendadores templarios de Villel y Alfambra y el Capítulo Eclesiástico de Teruel en relación a los diezmos. Tras la disolución del Temple, pasó a depender de San Juan. Destruido parcialmente por los castellanos en 1364, fue objeto de una importante reconstrucción en los años siguientes.

Aunque Sarrión debía estar amurallado desde al menos principios del siglo XIII, la mayoría de las estructuras conservadas parecen corresponder al reinado de Jaime II, monarca que decidió invertir la mitad de las primicias de 1300 y 1321 en su construcción. Durante las Guerras Carlistas Sarrión fue nuevamente fortificado, sufriendo el recinto amurallado serios destrozos en 1843 y 1875.

Las primeras evidencias arqueológicas del actual emplazamiento de Sarrión datan de época ibérica, asentándose posteriormente en su parte más alta el enclave musulmán de «Surriyun». En 1202 ya aparece citado Sarrión cristiano. Tras la adopción de nuevas medidas repobladoras en 1262, con las que se amplió sustancialmente su superficie, se convirtió en una de las principales poblaciones de la Comunidad de Teruel, con 497 vecinos fiscales (más de mil habitantes) en 1342.