Die Gründung erfolgte um 609 durch Arnuald (Arnual) von Metz, der im gleichen Jahr sein Metzer Bischofsamt niedergelegt hatte. Als Eremit gründete er ein Kloster in römischen Resten. Der Gründungsbau von 609 war ein Saal mit Querflügeln. Später erfolgte nördlich der Anbau eines kleinen Apsissaals, vermutet wird die Memoria für Arnualdus, da sich dort ein Grab befand. Ein entsprechender südlicher Anbau und eine Ergänzung zum Dreiapsidenabschluss wird vermutet. Bau II war eine dreischiffige Basilika, die Memoria wurde als nördliches Seitenschiff erweitert. Die Ostteile sind vollständig erneuert als Ostquerhaus mit Rechteckchor. Westlich wurde ein wohl dreiteiliger Westbau in der Art wie Kornelimünster (817) vorgelegt. Unklar ist, ob dies gleichzeitig mit dem Umbau geschah oder zeitnah danach erfolgte. Diese Maßnahmen sind bisher nicht datiert, vom Ausgräber typologisch als ottonisch angesprochen. Wahrscheinlicher wird inzwischen, dass dies ein karolingischer Umbau gewesen sein muss und vielleicht in Verbindung mit der besonderen Verehrung der Reliquien des Arnualdus einhergeht, dessen Erhebung unklar ist, aber spätestens um 850 erfolgt sein muss, als der Ort Merkingen in St. Arnual umbenannt wurde.

Als weitere Bauphase wurde das Mittelschiff mit neuen Pfeilern umgestaltet und eine Krypta eingebaut. Auch dies wurde bisher nicht datiert, entstammt aber wohl dem 10. Jahrhundert. Vom heutigen Bau stammen die Ostteile von 1290, die Westteile von 1315 und das Langhaus von 1320/1330.

Il a été fondé vers 609 par Arnuald (Arnual) de Metz, qui avait démissionné de son poste d'évêque de Metz la même année. En tant qu'ermite, il fonda un monastère dans des vestiges romains. Le bâtiment fondateur de 609 était une salle avec des ailes transversales. On suppose qu'il s'agissait de la memoria d'Arnualdus, car une tombe s'y trouvait. On suppose qu'une annexe correspondante a été ajoutée au sud et que la clôture à trois absides a été complétée. Le bâtiment II était une basilique à trois nefs, la memoria a été agrandie en tant que nef latérale nord. Les parties orientales ont été entièrement rénovées en tant que transept oriental avec choeur rectangulaire. A l'ouest, un bâtiment occidental probablement en trois parties a été présenté dans le style de Kornelimünster (817). On ne sait pas si cela a eu lieu en même temps que la reconstruction ou peu de temps après. Ces mesures n'ont pas encore été datées, mais le fouilleur les considère comme typiques de l'époque ottonienne. Il est désormais plus probable qu'il s'agisse d'une transformation carolingienne et qu'elle soit peut-être liée à la vénération particulière des reliques d'Arnualdus, dont l'élévation n'est pas claire, mais qui a dû avoir lieu au plus tard vers 850, lorsque le village de Merkingen a été rebaptisé St. Arnual.

Une autre phase de construction a consisté à réaménager la nef centrale avec de nouveaux piliers et à y installer une crypte. Cette construction n'a pas non plus été datée jusqu'à présent, mais elle date probablement du 10e siècle. La partie orientale de la construction actuelle date de 1290, la partie occidentale de 1315 et la nef de 1320/1330.