Pirmąją medinę bažnyčią apie 1615 m. pastatė Paširvinčio seniūnė Ona Radvilienė. Bažnyčiai dovanotas Boblaukio kaimas (15 valakų) ir dar 6 valakų užežeris. Be to, visi Paširvinčio dvaro valdiniai nuo kiekvieno valako privalėjo kasmet klebonui mokėti po 6 grašius. Dėl Alvito parapijos XVII a. ginčijosi Vilniaus ir Žemaičių vyskupai.
1674 m. minima didelė gerai išlaikoma bažnyčia. Prie jos buvo kunigo Adomo Starkevičiaus pristatyta koplyčia. 1680 m. įsteigta altarija.
Klebono Adomo Dilevskio rūpesčiu 1804 m. pradėta statyti mūrinė bažnyčia. Ją 1824 m. konsekravo pavyskupis Augustinas Polikarpas Marcejevskis. Bažnyčią XIX a. pabaigoje suremontavo Šūklių dvaro sodyba dvaro savininkas Stanislovas Gauronskis.
1907 m. įsikūręs „Žiburio“ draugijos skyrius (pirmininkas kunigas Vladislovas Tautkevičius) 1909 m. įsteigė biblioteką – skaityklą.
Bažnyčia per Pirmąjį pasaulinį karą apgriauta, sunaikinta klebonija, ūkiniai pastatai. Pamaldos 1925 m. pradžioje perkeltos į Gauronskių koplyčią. Kunigas Petras Maslauskas 1921–1924 m. atstatė bažnyčią. Kitus pastatus – kunigas Andrius Povilaitis. 1921 m. įsikūrė pavasarininkų kuopa.
1944 m. bažnyčia susprogdinta. Ją atstoja šventoriaus kampe buvusi koplyčia – Gauronskių mauzoliejus, pastatytas XIX a. viduryje. Prie jos pristatytos šoninės zakristijos. 2006 m. rugsėjo 25 d. Vilkaviškio vyskupas Rimantas Norvila pasirašė dekretą leisti atstatyti šv. Onos bažnyčią Alvite.