Pirmoji katalikų bažnyčia pastatyta 1515 m. Karolis ir Marija Rastauskai 1647 m. pastatė naują medinę bažnyčią, kuriai dar 1645 m. dovanojo 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., pavyskupio Felikso Jono Tovianskio 1777 m. konsekruota. Iki 1796 m. pastatyta mūrinė klebonija.
1897 m. patvirtintas inžinieriaus Florijono Vyganovskio mūrinės bažnyčios projektas.

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.

Čia 1997 m. pastatytas Algimanto Urbšto paminklas politiniams kaliniams iš Pabiržės atminti,o 1990 m. atstatyti sovietmečiu likviduoti Vytauto Didžiojo ir vyskupo Motiejaus Valančiaus paminkliniai biustai.

Bažnyčia neogotikinė, stačiakampio plano (40x20 m), dvibokštė. Įrengti 3 altoriai. Šventoriaus tvora akmenų mūro, su plytų mūro trimis vartais.