Pirmąją bažnyčią Sedoje apie 1508 m. pastatė Dirvėnų tėvūnas Vaclovas Bartasevičius su žmona Elžbieta Juškaite. 1528 m. minimas klebonas. 1538 m. bažnyčiai dovanotas Beržėnų kaimas, įkurta parapinė mokykla. 1769–1770 m. bažnyčia perstatyta ir padidinta (rūpinosi klebonas Jonas Mykolas Domaševičius).
1816 m. išmūryti akmeniniai pamatai. 1823 m. uždengtas lentelių (1985 m. skardos) stogas. Po 1821 m. plytų grindys pakeistos į lentų (presbiterijoje ir chore išklotas ąžuolinis parketas). 1866 m. leista pakeisti supuvusius bažnyčios sienojus. 1911–1914 m. veikė Lietuvių katalikų blaivybės draugijos skyrius.