Gelvonų savininkas iki 1642 m. pastatė evangelikų reformatų koplyčią. Naujasis Gelvonų savininkas Jonas Krizostomas Daumantas Sesickis 1686 m. koplyčią perdavė vienuoliams pranciškonams ir pastatė jiems vienuolyną. Įkurta parapija.
1736 m. bažnyčia (buvusi koplyčia) perstatyta. Veikė parapinė (vienuolyno) mokykla (1820 m. jai buvo skirtas pastatas). 1828 m. vienuoliai pamokslus sakydavo lenkų kalba ir tik retkarčiais lietuviškai. 1832 m. Rusijos valdžia vienuolyną uždarė ir mūriniame 2 aukštų jo pastatė įrengė kareivines. Bažnyčia 1842 m. panaujinta.
1895 m. sudegus bažnyčiai, pamaldos perkeltos į mūrinę koplyčią, statytą 1842 m. Nuo 1848 m. rugpjūčio 1 d. iki 1849 m. rugpjūčio 19 d. pas Gelvonų kleboną gyveno Antanas Baranauskas, būsimasis poetas, vyskupas.
Gelvonų dvaro savininkas grafas Pliateris ir parapijiečiai 1895–1897 m. pastatė dabartinę tašytų akmenų bažnyčią. J. Krinskis, klebonavęs Gelvonuose 1892–1902 m., nemokėjo lietuviškai. 1905–1911 m. lietuviškų pamaldų bažnyčioje beveik nebūdavo. Už triukšmo kėlimą bažnyčioje per lietuviškas pamaldas 1915 m. teisti 2 triukšmadariai. Lenkai, 1919 m. lapkričio 19 d. užėmę Gelvonus, sumušė, areštavo ir išvežė kleboną Danielių Buivį.
Gelvonų Švč. Mergelės Marijos Apsilankymo bažnyčios istorija – tai liudijimas tikėjimo gyvybingumo ir išbandymų kupinos kelionės. Nuo evangelikų reformatų koplyčios iki pranciškonų vienuolyno ir parapinės bažnyčios – šventa vieta patyrė įvairių permainų, atspindinčių sudėtingą Lietuvos istoriją. Pranciškonų atėjimas simbolizuoja šv. Pranciškaus Asyžiečio skelbtą skurdą ir meilę Dievui bei artimui, o jų veikla – parapinės mokyklos įkūrimas – rodo siekį skleisti tikėjimą ir švietimą. Pamokslai lenkų ir lietuvių kalbomis atspindi tuo metu vyravusią kalbinę situaciją ir Bažnyčios pastangas pasiekti visus tikinčiuosius. Rusijos valdžios veiksmai, uždarant vienuolyną ir įrengiant kareivines, liudija apie tikėjimo laisvės apribojimus. Bažnyčios sudegimas ir atstatymas pabrėžia tikėjimo atkaklumą ir žmonių norą išsaugoti šventą vietą. Ši istorija primena mums, kad tikėjimas yra gyvas ir dinamiškas procesas, nuolat susiduriantis su išbandymais, tačiau išliekantis per amžius, kaip sakoma Psalmyne: „Aš tikiu, kad matysiu Viešpaties gerumą gyvųjų žemėje“ (Ps 27, 13). Gelvonų bažnyčios istorija yra tikėjimo ir atkaklumo liudijimas, primenantis apie Dievo meilę ir žmonių atsidavimą. Šios šventovės istorija yra ne tik architektūros, bet ir dvasingumo paminklas. Ji byloja apie tikėjimo stiprybę ir žmonių pastangas išsaugoti savo dvasinį paveldą.