Apie 1582 m. Žemaitkiemio dvaras dovanotas Vilniaus jėzuitų kolegijai. Jėzuitai 1586 m. pastatė bažnyčią. Jai tada dovanotas Semeniškio kaimas (vėliau sukeistas su Žemaitkiemiu). 1716 m. pastatyta nauja bažnyčia. Nuo 1777 m. minima parapinė mokykla.
Per 1892 m. miestelio gaisrą bažnyčia sudegė. Pasklidus gandui, jog jos vietoje bus statoma cerkvė, paskubomis nupirkta Želvos, bažnyčia ir pastatyta sudegusios vietoje. Žmonės nepakluso policijos reikalavimui sustabdyti statybą. Klebonas M. Gulbinas ištremtas 3 m. į Kalugą. 2 m. ištremti ir trys bažnyčią statę darbininkai.
1892 m. suprojektuota mūrinė bažnyčia. Parapijiečiai ilgai negavo valdžios leidimo statyti. Šios bažnyčios statybos bylos padariniai buvo reikšmingi visai Lietuvai. Vidaus reikalų ministras 1896 m. išleido potvarkį (galiojo iki 1899 m.), kuriuo teigė, jog bažnyčioms atstatyti ar perstatyti valdžios leidimo nereikia. Kunigo Antano Jucevičiaus rūpesčiu 1899–1902 m. pastatyta dabartinė bažnyčia.