Le nom de la localité est mentionné sous les formes Anonvilla vers 1040 ; Anumvilla vers 1140 ; Anunvilla en 1193 ; Anonvilla en 1198 ; Annovilla au XIIIe siècle ; Parrochia de Anunvilla en 1246 ; Anonville vers 1380 ; Annonville en 1384 ; Arnonville en 1581
L'édification de l'église Saint-Michel date du XIIe siècle. La voûte de la nef est en berceau et date de cette époque. Le clocher carré à quatre pans est refait au XVIIe siècle, vers 1670.
Saint Michel, chef de la milice céleste, est une dédicace très rare dans la région. Le retable de Saint Loup de 1882 est une pièce unique. Saint Loup était réputé guérir les fièvres des enfants et protéger du loup.
Saint Loup (ou saint Leu) naquit près d'Orléans, vers 573, d'une famille noble: il avait deux oncles qui étaient évêques et qui se chargèrent de son éducation. En 609, il devint archevêque de Sens. Il s'opposa vivement aux prétentions du roi Clotaire II qui voulait prendre Sens et fut condamné à l'exil. Mais les sénonais se révoltèrent et réclamèrent le retour de leur archevêque que leur accorda Clotaire II. Celui-ci demanda pardon à Loup et l'aida à fonder le monastère de Sainte Colombe. Loup mourut dans son domaine de Brienon le 1 septembre 623.
En 614, il prit part au concile de Paris. Mais il eut à souffrir des calomnies de Madégésile, abbé de Saint Rémi de Reims qui, jaloux, le dénonça auprès des souverains.
Il est principalement honoré dans l'ancien diocèse de Sens, à Sens, ainsi qu'à Brienon, où il mourut, mais aussi à Saint-Loup-de-Naud et Montereau-Fault-Yonne. Le cœur de St Loup se trouve dans la collégiale de Brienon."