Tarp 1449 ir 1478 m. Šešuolių dvaras dovanotas Vilniaus vyskupui. Vyskupas Valerijonas Protasevičius 1567 m. būsimai bažnyčiai paskyrė dešimtinę nuo dvaro, Kuzilų kaimą. Tribokštė medinė bažnyčia pastatyta 1572 m. Pirmasis klebonas Pranas Rapolkevičius buvo įpareigotas išlaikyti mokyklą ir mokytoją. Bažnyčia per karą su Rusija 1656 m. tikriausiai sudegė. Vyskupo Konstantino Kazimiero Bžostovskio rūpesčiu 1694 m. atstatyta (galimai atnaujinta po gaisro). 1740 m. klebono jurisdikoje gyveno 4 šeimos. 1743 m. įkurta religinė brolija.
1751 m. vyskupo M. Zenkavičiaus rūpesčiu pastatyta dabartinė medinė bažnyčia, apie 1753 m. – varpinė, 1762 m. – prieglauda. Nuo 1777 m. veikė parapinė mokykla. Šešuoliai vyskupų valda buvo iki 1796 m. Apie 1803 m. bažnyčia suremontuota. Šešuolių dvare 1818 m. klebonas valdė 20 valakų (su Kuzilų kaimu); pastatyta nauja altarija. 1879–1884 m. suremontuota bažnyčia, klebonija, perstatyta varpinė, apmūrytas šventorius. Iki 1896 m. klebonas Juozapas Lukša skaitydavo tik lietuviškus pamokslus. Jam mirus, kunigas P. Balkauskis greta lietuviškų pradėjo ir lenkiškus pamokslus, nors jų tesiklausydavo tik 10 šlėktų, ir taip gerai supratusių lietuviškai.
1912 m. įsteigtas Lietuvių katalikų blaivybės draugijos skyrius, 1913 m. – „Ryto“ draugijos skyrius. 1911–1918 m. Šešuoliuose klebonavęs Jonas Kunigėlis parapijoje steigdavo ir išlaikydavo lietuviškas mokyklas. Už tai Rusijos valdžios tris kartus baustas piniginėmis baudomis. 1917 m. klebonas Šešuoliuose įsteigė dviklasę mokyklą ir vakarinius kursus suaugusiems.
1954–1956 m. kunigas Jonas Kazlauskas su parapijiečiais bažnyčią suremontavo. Nuo 1962 m. iki mirties Šešuoliuose klebonavo Petras Šiugžda (1906–1988). Jis suremontavo vargonus, nudažė bažnyčią ir kleboniją. Palaidotas šventoriuje.
2009 m. balandžio 24 d. buvo išversti avarinės būklės šventoriaus vartai, kurie Lietuvos kultūros departamento nurodymu atstatyti tų pačių metų liepos mėnesį.
Šešuolių Šv. Juozapo bažnyčios istorija – tai gyvas tikėjimo liudijimas, atspindintis sudėtingą Lietuvos istoriją. Dešimtinės skyrimas bažnyčiai, kaip ir Kuzilų kaimo aukojimas, byloja apie gilią to meto žmonių religingumą ir norą remti dvasinį gyvenimą. 1572 m. pastatyta medinė bažnyčia, nors ir praėjusi gaisro išbandymą, liudijo nepalaužiamą tikėjimą. Klebono pareiga išlaikyti mokyklą ir mokytoją pabrėžia Bažnyčios svarbą ne tik dvasiniame, bet ir švietimo lauke, atspindėdama Jėzaus žodžius: „Eikite ir mokykite visas tautas“ (Mt 28, 19). 1743 m. įkurta religinė brolija – tai bendruomenės vienybės ir tikėjimo stiprinimo ženklas, primenantis apaštalo Pauliaus raginimą: „Vieni kitus guoskite ir stiprinkite“ (1 Tes 4, 18). 1751 m. pastatyta medinė bažnyčia, varpinė ir prieglauda byloja apie nuolatinį bendruomenės augimą ir jos poreikių tenkinimą. Bažnyčios atstatymas ir atnaujinimas po gaisrų simbolizuoja tikėjimo atgimimą ir išlikimą net sunkiausiomis aplinkybėmis. Ši bažnyčia – ne tik architektūros paminklas, bet ir gyva tikėjimo istorija, kurioje atsispindi žmonių malda, aukojimas ir pastangos išlaikyti ryšį su Dievu. Šešuolių Šv. Juozapo bažnyčia yra svarbi religinės istorijos dalis, primenanti apie tikėjimo tvirtumą ir bendruomenės svarbą. Ji tarnauja kaip tylus liudininkas, saugantis ir perduodantis tikėjimo žinią per kartas.