Församlingen har medeltida ursprung. 1964 införlivades Tarsleds församling. Församlingen var till 2010 moderförsamling i pastoratet Herrljunga, Remmene, Eggvena och Fölene församling som från 1962 även omfattade Bråttensby församling och till 1964 Tarsleds församling. Församlingen var mellan 2012 och 2021 moderförsamling i pastoratet Herrljunga, Herrljunga landsbygdsförsamling, Östra Gäsene, Hudene och Hov. Församlingen uppgick 2021 i Herrljungabygdens församling och utgör därefter ett eget pastorat.