Dvaro koplyčia pastatyta iki 1744 m. (nuo 1767 m. filija). 1787 m. ji sudegė. 1797 m. buvo laikina lentų bažnyčia, turėjo vieną altorių.
1842–1843 m. kunigas Vincentas Jezerskis pastatė medinę, bebokštę, liaudiškos architektūros bažnyčią. 1885–1898 m. Butrimonyse nebuvo kunigo. 1899 m. kunigas Kazimieras Daukša pradėjo laikyti lietuviškas pamaldas.
1906 m. patvirtintas architekto A.Filipovičiaus-Duboviko akmenų mūro bažnyčios projektas. 1908 m. pašventinti pamatai (senoji bažnyčia palikta statomos vietoje). Iki 1915 m. sienos išmūrytos iki langų. Statyba tęsta 1922–1926 m. Ja rūpinosi klebonas Juozapas Deksnys, Steponas Verbauskas ir Vincas Pavalkis. Pagal projektą statyba neužbaigta (neišmūrytas bokštas).
Butrimonyse 1938–1941 m. klebonavęs Petras Laskauskas (1903–1988) suremontavo bažnyčią, įrengė naujus vargonus. Po 1956 m. bažnyčią panaujino klebonas Vaitiekus Želnys (1896–1973), Sibiro tremtinys.