Tauragnų valsčiaus valdose, kurios 1387 m. dovanotos Vilniaus vyskupui, Kuktiškių palivarkas įsikūrė apie 1530 m. Vyskupas Benediktas Vaina 1604 m. pastatė bažnyčią. Manoma, kad apie 1689 m. ji buvo perstatyta, nes tais metais buvo konsekruota. 1784 m. jai priklausė Dryžių, Paąžuolių ir Vajelių kaimai. XVIII a. pab.-XIX a. pirmojoje pusėje veikė parapinė mokykla.
Juozapas Pikturna, Kuktiškėse klebonavęs 1861–1867 m., už pažangią veiklą caro valdžios persekiotas. 1889 m. birželio 6 d. bažnyčia sudegė, pamaldos perkeltos į kapinių koplyčią. 1891 m. pastatyta dabartinė medinė bažnyčia (rūpinosi klebonas kanauninkas Kazimieras Valiūnas). 1912–1914 m. veikė Lietuvių katalikų blaivybės draugijos skyrius. 1925 m. įsikūrė pavasarininkų kuopa. Po 1948 m. kunigas Česlovas Zažeckas nuteistas 25 m. kalėti. Į Lietuvą grįžo 1956 m.