Au IIIe siècle Saint Lin, premier évêque de Besançon fit élever un oratoire à cet emplacement. Au XIe siècle, l’archevêque Hugues de Salins y construisit une collégiale. En 1746, sur les plans de Nicolas Nicole, commencent les travaux de l’actuelle église Sainte-Madeleine. Par manque de ressources la construction s’éternisa quelque peu puisqu’à la révolution La Madeleine transformée en magasin à fourrage n’était encore pas terminée.
L’église des Bousbots (nom donné aux vignerons de Battant) a été conçue lumineuse, claire et blanche. Malheureusement l’adjonction de vitraux « grisâtres » en 1950 est loin de faire l’unanimité. Sa couverture de tuiles polychromes vernissées, refaite en 1982, est magnifique (la réfection, pourtant fidèle à l’origine fut critiquée pour son aspect « tranché », et ces critiques influenceront les choix de réfections futures, celle de la toiture du Palais Granvelle par exemple).
Un mot sur Jacquemard, cet automate de métal et de bois accroché sur la tour sud : il ornait sans doute déjà le clocher de l’ancienne église depuis le XVe siècle et reprit sa place sur la nouvelle dès 1752. Il fut descendu plusieurs fois pour participer aux grands événements de l’histoire de Besançon.
Juste à côté de l’église, un petit corps de garde fut remplacé en 1912 par un amusant établissement de bains-douches.
Répertoriée aux Monuments Historiques en 1930.