Redan på 1200-talet uppfördes den första stenkyrkan på platsen som hade ett smalare rakt kor i öster. Två gånger förlängdes kyrkan åt väster tills den fick måtten 40 x 8,5 meter. En sakristia i norr och två tillbyggnader i söder tillkom. I och med att socknens befolkning växte fick man bygga flera läktare i kyrkorummet. År 1740 utbröt en brand i prästgården som spred sig till klockstapeln och kyrkan och lade allt i aska.
Nuvarande kyrka
En ny kyrka utan torn byggdes åren 1740-1741 under ledning av Anders Olofsson Romberg från Leksand. En klockstapel byggdes till 1742 av bonden Jonas Eriksson från Delsbo. Under åren 1892-1893 byggdes kyrkan om till en treskeppigbasilika vilket är en ovanlig byggnadstyp i Sverige. Äldre murarna revs ned till fönstrens underkant och kyrkan återuppfördes på dessa. Ritningarna till ombyggnaden var utförda av arkitekternaCarl Axel Ekholm och Fritz Eckert. Första söndagen i advent 1893 återinvigdes kyrkan i sin nuvarande form. 1938 genomfördes en invändig restaurering efter förslag av arkitekt Einar Lundberg. Väggarnas kalkfärgsmålade puts rengjordes med limpa. Koret försågs med glasmålningar av Gunnar Torhamn. Elektrisk belysning installerades. En invändig renovering genomfördes 1973 följer ett åtgärdsförslag av professor Sven Ivar Lind. I viss mån återgick man till 1893 års interiör.
Inventarier
Delsbo kyrka har två Grönlundsorglar. En kororgel byggd 1975 och en läktarorgel byggd/ombyggd 1958.
I kyrkan finns även flera medeltida skulpturer, bland annat en av Jungfru Maria.
Nuvarande predikstol är tillverkad 1892 efter ritningar av Fritz Eckert och har bilder utförda 1938 av Gunnar Torhamn.
Vid en renovering 1973 fick kyrkan ett fristående altare av trä.
Sakramentsskåp och kredensbord från 2019 ritat av km Joakim Johansson.
Barnens altarskåp i form av Delsbo kyrka, från 2022 och ritat av km Joakim Johansson.
Orgel
1660 byggdes ett orgelverk av Petter Hansson Thel med 10 stämmor och kostade 900 daler. 1724 flyttades orgeln till en nybyggd läktaren. Den utökades samma år med trumpet av Johan Christopher Beijer. Orgelverket togs ned 1739.
1739 byggde Olof Hedlund, Stockholm en orgel med 10 stämmor. Den kostade 4700 daler och läktaren utvidgades. Orgeln förstördes i en brand 1740.
1746 byggde Olof Hedlund en ny orgel och utökade den med 6 stämmor i pedalen för 4300 daler. Orgeln reparerades 1755 av Jonas Gren och Petter Stråhle, Stockholm. Orgeln hade 4 bälgar.
1916 byggde E H Erikson, Gävle en orgel med 18 stämmor, två manualer och pedal.
Den nuvarande orgeln byggdes 1958 av Grönlunds Orgelbyggeri AB, Gammelstad. Orgeln är mekanisk med slejflådor. Den har ett tonomfång på 56/30. Fasaden är från 1745 års orgel.
^Abrahamsson Hülpers, Abraham (1773) (på svenska). Historisk Afhandling om Musik och Instrumenter särdeles om Orgwerks Inrättningen i Allmänhet jemte Kort Beskrifning öfwer Orgwerken i Swerige. Västerås: Johan Laurentius Horrn. sid. 260. Libris2413220