L'introduction de la Réforme à Chartres aurait son origine dans des événements ayant eu lieu auparavant à Meaux. L'influence de Calvin se répand depuis Orléans où il vécut en 1528 et 1529. Clément Marot est emprisonné à Chartres en 1526 pour "luthéranisme".

Le développement du protestantisme est facilité par la tolérance et la sympathie pour les idées de la Réforme de deux évêques, Louis Guillard puis son neveu Charles Guillard. Ce dernier est convoqué à Rome à la suite du prêche dans la cathédrale d'un prêtre protestant.

En 1559, l'Église Réformée de Chartres est présente au premier synode secret qui
permet aux nouvelles églises de se donner une confession de foi et une discipline commune. Charles Renard, premier Pasteur  de Chartres, arrive en 1561. Mais le culte réformé est interdit dans les villes : le temple de Chartres est donc à Pont-Tranchefêtu.
En 1562 débute la période des huit guerres de religion. La ville de Chartres est touchée elle aussi. Catherine de Médicis ordonne l'arrestation de nombreuses personnalités protestantes ; le pasteur de Chartres et Jean de Montescôt, autre personnalité protestante de Chartres, n'échappent pas à la répression. L'évêque Charles Guillard, jugé trop tolérant, est remplacé par Nicolas de Thou en 1572.
Au sortir de ces événements, l'Église Réformée de Chartres est dans une situation précaire. Des lieux de culte subsistent néanmoins chez des particuliers, à Pont-Tranchefêtu, Oinville-sous-Auneau et Gallardon.
De 1598 (Édit de Nantes) à 1685 (révocation par l'Edit de Fontainebleau), L'Église Réformée de Chartres est malmenée. Elle entre en semi clandestinité en 1660, pour être démantelée et spoliée de ses biens à la révocation de l'édit de Nantes. La présence de Louis XIV au château de Maintenon accélère le déclin des églises protestantes de la région.
Charles Ferdinand de Neuville, évêque d'alors, encourage les abjurations, aidé par le Régiment d'Anjou. A cette occasion, le bas-clergé beauceron fait preuve de bienveillance à l'égard des protestants. Entre 1685 et 1787 (édit de tolérance), l'Église Réformée de Chartres disparaît
totalement et se fond   dans l'église du Désert. Ceux qui veulent baptiser leurs enfants doivent se rendre à l'ambassade de Hollande à Paris.

La communauté protestante se refonde à nouveau à partir du milieu du 19 ème siècle, lors de cette période que l'on appelle le Réveil. Le temple de Pont-Tranchefêtu est inauguré en 1861. L'église de Chartres reçoit une salle, 67 rue du Grand Faubourg. Le pasteur Bost est nommé à Chartres en 1870. Paul de Félice, pasteur en 1883, fera construire le temple actuel qui sera inauguré en 1887. La communauté regroupe à cette date 400 fidèles disséminés dans 50 localités du département.
Aujourd'hui, une chapelle oecuménique dans la cathédrale de Chartres témoigne de l'attachement des protestants à cet édifice antérieur aux guerres de religion.