Katalikų bažnyčiai 1629 m. dovanotas Pakriaunių kaimas. Apie 1738 m. pastatyta nauja bažnyčia. Nuo 1777 m. veikė parapinė mokykla. 1859–1868 m. kanauninko Steponavičiaus rūpesčiu pastatyta mūrinė bažnyčia. 1899 m. per miestelio gaisrą ji ir parapijos trobesiai sudegė. 1900 m. atstatyta su šoninėmis koplyčiomis. Statytojas – klebonas Vincentas Birutavičius. Obelių klebonu jis išbuvo iki mirties (mirė 1936 m., palaidotas šventoriuje). Jį pakeitęs kunigas Leonas Virkutis (Obeliuose išbuvo 27 metus) suremontavo bažnyčią, išdažė jos vidų, nubaltino išorę, sutvarkė ūkinius trobesius, pastatė parapijos salę.

Kurį laiką Obeliuose vargonininkavo Mikas Petrauskas. Jis ne tik vadovavo bažnytiniam chorui, bet įsteigė ir orkestrą. 1878 m. Obelių klebonijoje, o 1880 m. bažnyčioje lietuviškai sugiedota J. Haidno operetė "Pasaulio sutvėrimas" ir kitos kompozicijos. Apie 40 metų vargonininkavo muzikas Povilas Lotočka.

Prieš Pirmąjį pasaulinį karą įsteigti Lietuvių katalikų blaivybės, Lietuvių katalikių moterų draugijų skyriai. 1944 m. sužalotas bažnyčios stogas, išorės sienų tinkas, didžiojo altoriaus vitražas. Po karo klebono Jono Nagulevičiaus (1900–1992) rūpesčiu suremontuota. Klebonas 1947 m. suimtas ir ištremtas į Sibirą (į Lietuvą grįžo 1952 m.). 1947 m. liepos 9 d. areštuotas vikaras Jonas Buliauskas (1910–1987), nuteistas 10 m. kalėti (į Lietuvą grįžo 1956 m.) 1949-1959 m. parapiją administravo kunigas Alfonsas Strielčiūnas (1920–1988). Jis pirko statomai Klaipėdos bažnyčiai medžiagas ir už tai nubaustas vieneriems metams priverstinių darbų Biržų rajono Kraštų plytinėje.

Bažnyčia istoristinė, turi neogotikos bruožų, kryžminio plano, dvibokštė. Vidus 3 navų. Turi 3 altorius. Šventoriaus tvora akmenų mūro.