Lietuvos didysis kunigaikštis Vytautas Kelmėje 1416 m. įsteigė parapiją ir pastatė bažnyčią. Antroji bažnyčia pastatyta 1484 m. Albertas Gruzdavičius 1512 m. aprūpino altariją. 1581 m. Kelmės klebonu paskirtas B. Kotarskis vėliau perėjo į reformaciją. 1596 m. bažnyčioje pamaldas pradėjo laikyti evangelikai reformatai. 1606 m. pradėta bažnyčios grąžinimo byla. Katalikams 1608 m. bažnyčia grąžinta, 1613 m. sudegė. 1672 m. atstatyta, 1745 m. perstatyta. Bažnyčiai, be jurisdikos Kelmėje, 1820 m. priklausė Dikšių, Kušleikių, Norkių, Sutkių, Tolišių kaimai.
1900 m. patvirtintas architekto J. P. Dzekonskio mūrinės bažnyčios projektas. 1901 m. medinė bažnyčia nugriauta, pamaldos perkeltos į Verpenos koplyčią. 1901 m. pašventinti būsimos bažnyčios pamatai. Darbus prižiūrėjo architektas Nikolajus Andrejevas. Klebono Petro Janušausko rūpesčiu bažnyčia 1908 m. pastatyta (tais pačiais metais ji konsekruota). 1910–1914 m. veikė Lietuvių katalikų blaivybės draugijos skyrius.
