Pirmąją bažnyčią 1514–1518 m. pastatė Mikalojus Butrimavičius ir Barbora Butrimavičienė ir skyrė jai turto. Šiaulėnuose gyveno 3 vikarai. Juos išlaikė klebonas. 1551–1612 m. bažnyčia priklausė evangelikams reformatams. Susenus bažnyčiai, nauja statyta 1731 m. Jai 1820 m. priklausė Mantviliškių kaimas. Klebonas Augustinas Kybartas 1841 m. (pirmasis Žemaitijoje) pradėjo skelbti blaivybės idėją. Mirdamas jis bažnyčiai paliko 50 valakų žemės; parapijai priklausė Polekėlės (Daujotavo) filija. Marijona Šemetienė 1765 m. įsteigė altariją ir aprūpino ją beneficija. Nuo 1805 m. veikė parapinė mokykla.
Juozapas Šemeta kapinėse 1850 m. pastatė mūrinę koplyčią. Jonas Šemeta 1857 m. pastatė naują mūrinę bažnyčią pagal architekto Fulgento Rimgailos projektą. Tik 1880 m. ją konsekravo vyskupas Aleksandras Beresnevičius. Šiaulėnuose 1937–1942 m. vikaravo kunigas Rapolas Krasauskas. Jis surinko ir paskelbė daug istorinių žinių apie Lietuvos bažnyčias. 1938 m. bažnyčios vidus išdažytas, įrengti marmuriniai altoriai.