La prima notizia su San Carpoforo compare in un documento del 1148, allorquando i territori di Bissone appartenevano al convento milanese di Sant'Ambrogio. Le sue origini sono tuttavia da ricercare nel periodo longobardo (sec. VIII). Nei pressi della chiesa in epoca medievale sorgeva un castello, andato distrutto ma ancora documentato alla fine del XV secolo. Nel 1474 la parrocchia di Bissone si stacca dalla chiesa madre di Riva San Vitale, centro dell'omonima pieve e appartenente alla diocesi di Como; ciononostante la separazione totale si avrà solo nel 1622.
L'edificio cinquecentesco presentava già una pianta basilicale a tre navate, con coro rettangolare. La navata centrale possedeva una copertura a capriata mentre le due navate laterali e il coro erano coperti da volte. La facciata dipinta era interrotta da tre porte e da un oculo che sovrastava un portico. Nel corso degli ultimi anni del XVI secolo e nella prima metà del secolo successivo, gli altari laterali, originariamente addossati alle pareti, lasciano il posto ad alcune cappelle che vengono ad inserirsi nelle due navate laterali e si aggiungono all'unica cappella già presente sin dal XV secolo, quella del fonte battesimale.
Durante l'ultimo quarto del XVII secolo l'edificio conosce una profonda ristrutturazione, la quale dà origine alla
chiesa che si può vedere attualmente, ad eccezione della facciata, eretta dopo il 1730. I lavori già richiesti dal vescovo Torriani durante la sua visita del 1670, prendono avvio nel 1676 a seguito di una riunione fra alcuni cittadini bissonesi, alla quale partecipano Carpoforo e Giovanni Pietro Tencalla, il primo pittore e il secondo architetto. Ambedue finanziano l'opera di rifacimento svolgendo pure la funzione di impresari e, nel caso di Carpoforo, di esecutore di pitture murali nel coro.
L'analisi dell'edificio tardobarocco e in particolare dell'esuberante impianto decorativo, caratterizzato dall'equilibrata unione di stucchi e pitture e realizzata negli anni Ottanta del XVII secolo, deve mettere al centro dell'attenzione la famiglia Tencalla, senza la quale sarebbe impossibile definire i legarmi che intercorrono tra l'edificio bissonese e alcuni importanti centri nordalpini.
L'interno, a tre navate, conserva un ricco apparato decorativo con addobbi in stucco e numerosi affreschi. Gli archi che collegano i pilastri sono decorati con rilievi in stucco di conchiglie e coppie di putti. Nella volta, stucchi della fine del XVII secolo con angeli e cariatidi contornano affreschi di tema teologico. Nella cupola la Trinità, S. Carpoforo, i Quattro Evangelisti e le quattro Virtù.
Da segnalare, in particolare, è l'altare maggiore in marmi policromi, di Tommaso Lombardo da Bissone (1520-1579), allievo del Sansovino a Venezia, eseguito nella metà del XVI secolo.