Esta misión es de las que ha tenido más cambios de nombres. 

Primero fue la Visita del territorio Pericú, más tarde la Misión de Santa Rosa de la Ensenada de Palmas, Misión de Santa Rosa de Todos los Santos, hasta llegar a Misión de Todos Santos.

Cuando era considerada una Visita, sólo constaba de una pequeña capilla elaborada de adobe por el padre misionero Jaime Bravo que tenía un huerto con el que abastecía a la Misión de Nuestra Señora del Pilar de la Paz de Airipí.

En 1726 se abandonó la Visita y en 1733 fue fundada la misión por el misionero Segismundo Taraval. El financiamiento fue dado por el Marqués de Villapuente de la Peña y fue cuando tomó el nombre de Misión de Santa Rosa de la Ensenada de las Palmas.

En 1749 la falta de agua obligó a los misioneros a abandonar la Misión de Nuestra Señora del Pilar de la Paz de Airapí y se trasladaron a la Misión de Todos Santos.

Para el año 1767 las epidemias  y las rebeliones habían mermado de forma importante la población, por lo que los pocos sobrevivientes fueron enviados a la Misión de Santa Rosa en el poblado de Todos Santos y fue justamente en esa época cuando la misión fue conocida con el nombre del poblado.

La misión cerró sus puertas al culto religioso en 1840 y no fue si no hasta mediados del siglo XX en que la antigua misión fue renovada y en la actualidad es conocida como Nuestra Señora del Pilar de Todos Santos.