Traupio dvaro savininkai Jurgis Mikalavičius ir Petras Mikalavičius pastatė medinę bažnyčią. Jai išlaikyti dovanojo Divanavos, Kantumiškio ir Kuklėnų kaimo žemes. Vyskupas Albertas Radvila 1515 m. kovo 31 d. ją konsekravo Šv. Mikalojaus titulu, įsteigė parapiją.
1730 m. pastatyta nauja bažnyčia. Nuo 1777 m. veikė parapinė mokykla. 1832 m. bažnyčiai priklausė Maciūnų, Pusbačkių ir Vičiūnų kaimai. Policija 1885 m. prie Traupio bažnyčios pastebėjo statybinių medžiagų ir pradėjo tardymą. Už neteisėtą pinigų rinkimą naujai bažnyčiai statyti 3 valstiečiai nubausti po 25 rb.
1887 m. gautas leidimas statyti bažnyčią. Klebono Juozapo Butvilos iniciatyva 1892 m. pastatyta dabartinė plytų mūro bažnyčia. Ją konsekravo vyskupas Gasparas Cirtautas. Bažnyčia turėjo 36 dešimtines žemės. Klebonas Stanislovas Šliogeris 1908 m. atnaujino bažnyčios altorius, pastatė naują kleboniją. Per Pirmąjį pasaulinį karą vienas varpas išvežtas į Rusiją.
Klebonas Domininkas Tuskenis-Tuskevičius 1928 m. kapitališkai suremontavo bažnyčią, 1930 m. išspausdino dažniausiai giedamų giesmių knygelių, platino blaivybės idėjas, globojo katalikiškas organizacijas. Tarpukariu veikė parapijos biblioteka, vargonininkas Petras Sližys subūrė stiprų bažnyčios chorą (jis 1924, 1928 ir 1930 m. dalyvavo dainų šventėse, vykusiose Kaune).