Arvatavasti 14. sajandil ehitatud hoone oli kasutusel pikemalt kaitseehitisena. 1686. aastal uuendati kirikut ning 1871. aastal ehitati kirikutorn praeguse kõrguseni.
11. septembril1932 avati pidulikult kirikuväravana kirikuaia idaküljele püstitatud mälestusmärk Märjamaa langenud sõdurite mälestuse jäädvustamiseks.[1]
1941. aastal Märjamaa lahingute käigus kirik hävines täielikult. 1959. aastaks kirik taastati ning võeti uuesti kasutusele.
Enne 1941. aasta põlengut kirikus olnud Christian Ackermanni17. sajandil loodud altar oli kingitud "Jumala auks ja kirikule kaunistuseks" Paeküla mõisniku Anton Friedrich von Salza ja "au ning voorusrikka proua Dorothea Taube" poolt. Säilinud on Otto Klenzli fotod aastast 1940, kus on võimalik Ackermanni altarit enne Märjamaa kiriku hävinemist näha.[2]
Praegu on kasutusel arhitekt Illar Kannelmäe kavandi järgi rajatud altarilaud ning altariseinal on Uno Roosvalti altarimaal "Mina olen eluleib".