Kirkko on rakennettu vuosina 1688–1691, ja sen rakentaminen aloitettiin ennen kruunulta saatua päätöstä. Kun kirkko vihittiin käyttöön 18. lokakuuta 1691, Kempele oli vielä osa Limingan emäseurakuntaa. Kappeliseurakunnan oikeudet Kempeleelle annettiin vuonna 1774 ja itsenäiseksi seurakunnaksi se erottiin vasta vuonna 1899.
Kirkko on tyyliltään tukipilarirakenteinen, päätytornillinen pitkäkirkko, mutta eteläpuolen asehuone ja pohjoispuolen sakasti tekevät siitä näennäisesti ristikirkon. Kirkon suunnittelijana ja rakennustöiden johtajana toimi tyrnäväläinen kirkonrakentaja Matti Härmä.
Kirkon seinä- ja kattomaalaukset sekä 1700-luvulla tehdyn saarnatuolin henkilökuvat on tehnyt vuosina 1785–1786 ja 1795 pohjalainen kirkkomaalari Mikael Toppelius[2]. Kirkon ensimmäinen kellotapuli on tuhoutunut, nykyinen tapuli on valmistunut 1769[4]. Rakennusmestarina toimi Heikki Väänänen.
Kirkon ympärillä on hautausmaa, jonka vanhimmat haudat ovat 1700-luvun loppupuolelta. Vanhempia hautoja on kirkon alla olevissa hautaholveissa yhteensä noin 150. Kirkkoon haudattiin varakkaita talollisia tai muita huomattavia henkilöitä. Kirkkoon hautaaminen loppui vuonna 1796.
Kempeleen seurakunnan kasvaessa vanha 180-paikkainen kirkko kävi pieneksi. Vanhan kirkon viereen on rakennettu uusi Pyhän Kolminaisuuden kirkko, joka vihittiin käyttöön 8. elokuuta 1993. Vanhaa kirkkoa on kuitenkin käytetty edelleen varsinkin kesäisin häissä ja muissa perhejuhlissa.
Esineistö
Kirkossa on nähtävillä messinkisiä kynttilälampetteja vuosilta 1694–1725 ja kattokruunu samalta ajalta. Sakastissa on lisäksi lasivitriinissä kirkossa säilyneitä vanhoja esineitä kuten esimerkiksi Mikael Toppeliuksen käyttämiä vanhoja tuohisia värikuppeja.
