Stačiatikis žemvaldys Šiš-Staveckis 1510 m. pastatė Surdegyje medinę cerkvelę. Apie 1550 m. suręstame mediniame name įkurtas Šv. Dvasios stačiatikių vienuolynas. 1625–1636 m. pastatyta nauja mūrinė cerkvė ir vienuolynas.
1774 m. buvo 6 vienuoliai. Apie 1780 m. pastatyta katalikų koplyčia. Ji minima 1796 m. ir 1820 m. Prie stačiatikių vienuolyno 1807 m. pristatytas priestatas. Jame įrengta apšildoma cerkvelė.
1812 m. vietoj senosios mūrinės pastatyta nauja cerkvė. Tarp Troškūnų bernardinų ir Surdegio stačiatikių vienuolių būta nemaža ginčų, kivirčų. Stačiatikiai 1915 m. iš Surdegio pasitraukė. Perduotoje katalikams cerkvėje 1918 m. pradėtos laikyti pamaldos. 1919 m. bolševikai areštavo ir dvi savaites kalėjime laikė Surdegio kunigą Anicetą Meškauską. Jo rūpesčiu 1921 m. cerkvė pertvarkyta į bažnyčią. Kunigo V. Kemėšio iniciatyva 1922 m. įsteigta parapija. Kunigas J. Gendrėnas 1934 m. suremontavo bažnyčios vidų. Pakeista cerkvės išvaizda: 1920 metais buvo nuimtas vienas bokštas, kito pakeista išvaizda, įdėtos naujos lubos, sutvarkytas skardinis stogas, langai apkalti geležinėmis grotomis. Stačiatikių žieminė cerkvė tapo klebonija. Jos stogas buvo uždengtas skarda. 1918–1921 metais klebonu dirbo Anicetas Meškauskas. Nuo 2-ojo dešimtmečio pradžios iki 1934 metų čia kunigavo Vincentas Kemėšis. Didesnis bažnyčios remontas atliktas 1934 metais kunigo Juozapo Gendrėno rūpesčiu. 1937 metais bažnyčioje buvo įrengti dešimties balsų vargonai. Didysis altorius Švč. Mergelės Marijos, kiti du mažesnieji – Švč. Jėzaus Širdies ir Šv. Izidoriaus. Rūsyje po bažnyčia iki šiol išlikęs šulinėlis. Jis yra mėgstama maldininkų lankymo vieta. 1940 metais Surdegio parapijoje buvo 2 278 tikintieji. Būdavo treji atlaidai: Sekminių, Švč. Mergelės Marijos Ėmimo į Dangų (rugpjūčio 15 d.) ir Šv. Barboros (gruodžio 5 d.). Vargonininkais yra dirbę Antanas Baniulis, Benediktas Mačikėnas ir kt. 1942 metais Surdegyje kunigavo Alfonsas Jarašiūnas, o zakrastijonu – Jonas Kiznis (gimęs 1906 Pasvalio valsčiuje).
Verta paminėti ir vietos dvasininkų ryžtą. Pavyzdžiui, sunkiais XX amžiaus pradžios metais kunigams teko kovoti ne tik už bažnyčios sienas, bet ir už žmonių sielas po karo negandų. Pertvarkant buvusią cerkvę į katalikų šventovę, pastato išorė neteko rusiško stiliaus svogūnėlio formos kupolo, o tai vizualiai sulygino šventovę su kitomis Lietuvos bažnyčiomis. Šis virsmas liudija ypatingą tikinčiųjų lankstumą bei pagarbą maldos namų šventumui, nepriklausomai nuo to, kokios tradicijos giesmės juose skambėjo. Surdegis iki šiol išlieka ramybės oaze, kurioje kiekvienas akmuo menka, bet gilia malda kalba apie Dievo globą per amžius.