Si la cloche porte bien l'inscription mentionnée dans l'ouvrage, A l'ombre du clocher : "Sancta Barnaba et Sancta Clari. Ora pro nobis. 1652". Elle pourrait donner une date approximative pour la chapelle, cohérente avec l'aspect formel de celle-ci.

Un peu plus tard, en 1712, la chapelle, au Moustier, est bien mentionnée sous le titre de saint Barnabé. Cependant, l'évêque évite d'en faire la visite, la considérant - à l'image de celle de Saint-Mathieu à Chateaugarnier et celle de Saint-Agathe à La Batie - comme "inutile et seulement propre à séparer les peuples de leur Église paroissiale". Ainsi, il ajoute : "nous avons deffendu depuis longtems de dire la messe dans toutes les trois". En 1714, face à la demande des habitants des hameaux qui ont un "grand désir d'y faire leur prière particulière", il révise son jugement et en fait la visite. Il trouve la chapelle dans un "meilleur état" et nomme un "commissaire, avec pouvoir, s'il les trouve régulières, de les bénir et d'y dire la messe".

Elle fait ensuite partie de la liste des biens du clergé saisis à la Révolution : il est question d'une "chapelle au hameau du moutier".

Dans l'inventaire de 1906, il est écrit que "la fabrique possède une chapelle au hameau de Moustier dédiée à St Pierre et St Paul. Elle occupe une superficie de 15 mètres carrés [...], elle est comprise dans la section B du plan cadastral sous le n°324. Sa construction remonte avant la Révolution".

On constate ici un changement de vocable. Il pourrait être lié à l'abandon de la chapelle Saint-Pierre, située à une plus haute altitude, à l'aplomb du Moustiers. Aujourd'hui ruinée, cette chapelle est sans doute une des premières (si ce n'est la première) chapelles fondées sur la commune de Thorame-Basse. Son abandon, probablement à la fin du 18e siècle (elle apparaît sur les cartes de Cassini et de Bourcet de la Saigne), pourrait justifier du transfert de vocable.

Divers travaux de restauration ont été effectués au cours du 20e siècle : une première campagne en 1991, une seconde en 2008-2010. Lors de cette dernière phase, le toit a été changé avec le placement de bardeaux de mélèze en surcouverture et une rénovation intérieure a également été entreprise.