Pirmoji katalikų bažnyčia pastatyta 1515 m. Karolis ir Marija Rastauskai 1647 m. pastatė naują medinę bažnyčią. Jai 1645 m. dovanojo savo palivarką. Bažnyčią 1680 m. konsekravo pavyskupis Mikalojus Slupskis. Ji buvo Biržų parapijos filija, turėjo 5 altorius. Apie 1726–1729 m. Pabiržė tapo savarankiška parapija. 1737 m. bažnyčia buvo apleista, be grindų, bokštų, stogas begriūvantis.
1755 m. bažnyčiai priklausė 2 kaimai (10 kiemų). Klebonas Gasparas Antanas Šarkevičius 1766 m. pradėjo statyti mūrinę bažnyčią. Pastatyta 1772 m. Pavyskupis Feliksas Jonas Tovianskis ją 1777 m. konsekravo. Iki 1796 m. pastatyta mūrinė klebonija. 1897 m. patvirtintas inžinieriaus Floriano Vyganovskio mūrinės bažnyčios projektas (sąmatinė vertė 25 934 rb).
1910 m. klebono Antano Rumševičiaus rūpesčiu išmūryta raudonų plytų bažnyčia. Po Pirmojo pasaulinio karo klebono Igno Andrašiūno iniciatyva pastatyta ūkinių trobesių, įrengta parapijos salė. 1928 m. jis išdažė bažnyčią, pastatė suolus, aprūpino bažnytiniais reikmenimis. 1929 m. rugpjūčio 12 d. vyskupas Kazimieras Paltarokas bažnyčią konsekravo.
Per Antrąjį pasaulinį karą bažnyčia gerokai sužalota, apgriauti bokštai, stogas. Klebono kanauninko Vinco Norkaus rūpesčiu suremontuota. Pabiržėje 1976–1982 m. gyveno ištremtas vyskupas Vincentas Sladkevičius.