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.
Šiaulėnų Šv. Onos bažnyčios istorija – tai gyvas tikėjimo liudijimas, persipynęs su žmonių geradarystės ir atsidavimo Dievui pėdsakais. Mikalojaus ir Barbaros Butrimavičių dosnumas, įkūręs bažnyčią, atspindi Evangelijos žodžius apie turto dalijimąsi su stokojančiais, tarsi atkartojant Jėzaus žodžius: „Laimingi gailestingieji, nes jie bus apgailėti“. Evangelikų reformatų laikotarpis liudija apie tikėjimo įvairovę ir jo kelius, primindamas, jog tikėjimas gali išgyventi net ir nepalankiomis aplinkybėmis. Klebono Augustino Kybarto blaivybės idėjos skelbimas rodo, kaip tikėjimas gali įkvėpti socialinę atsakomybę ir rūpestį bendruomene, atspindėdamas Pauliaus laiško žodžius apie meilę kaip aukščiausią dorybę. Marijonos Šemetienės įsteigta altarija ir beneficija simbolizuoja asmeninį atsidavimą Dievui ir norą prisidėti prie bažnyčios gyvenimo, primindama, jog kiekvienas gali tapti Dievo malonės dalimi. Juozapo ir Jono Šemetų pastangos, statant koplyčią ir rūpinantis bažnyčios turtu, liudija apie tvirtą tikėjimą ir norą palikti gerą palikimą ateities kartoms. Šiaulėnų Šv. Onos bažnyčia – tai ne tik architektūros paminklas, bet ir gyva tikėjimo istorija, kurioje atsispindi žmonių tikėjimas, geradarystė ir atsidavimas Dievui per amžius. Ji liudija apie Dievo meilės neblėstantį buvimą žmonių gyvenimuose.