Im 9. Jahrhundert wurde der Ort Dornheim erstmals erwähnt und hatte vermutlich eine Holzkirche.
In der ersten Hälfte des 12. Jahrhunderts erfolgte der Bau als Saalkirche. Der Turm und Teile der Westwand sind aus dieser Zeit noch erhalten. 1474 bis 1479 wurde das Kirchenschiff nach Süden und Osten erweitert, die Sakristei sowie das Beinhaus angebaut. Nach einem Brand im Jahre 1631 wurde das Turmobergeschoss und die Haube neuerrichtet.
Die Sakristei wurde 1817 abgebrochen und an deren Stelle der Glockenturm errichtet. Dies war notwendig, da statische Probleme im Turm durch die Schwingungen der dort befestigten Glocken auftraten.
Im Jahre 1857 wurde die Nord- und Ostwand auf alten Fundamenten neuerbaut.
Dass der Haupteingang und der Emporeneingang übereinander liegen, hat man bei Kirchenbauten nicht oft, gibt aber allem einen malerischen Charakter.
Durch ein Spitzbogenfenster in der Südwand und drei in der Ostwand sowie jeweils 3 Gauben im Nord- und Süddach kommt das Tageslicht in den Raum. Ein weiteres Spitzbogenfenster wurde zugemauert, da der vorgesetzte Glockenturm dies erforderlich machte.
Die Neueindeckung des Daches 1996