Pirmoji koplyčia minima nuo 1765 m. 1786 m. buvo pastatyta medinė bažnyčia, kuri karo metu sudegė. 1848 m. kunigas A. Šipaila pastatė mūrinę varpinę, kleboniją, kapines aptvėrė akmenine tvora, 1861 m. pastatė koplyčią su rūsiu, kuriame ir palaidotas (mirė 1879 m.). Po karo ilgą laiką keturvalakiečiai ilgai meldėsi parapijos salėje įrengtoje bažnyčioje. 1991 m. klebono J. Gražulio iniciatyva buvo padaryta bažnyčios rekonstrukcija, šalia pastatyta varpinė. Bažnyčioje išlikęs nežinomo autoriaus profesionaliosios tapybos ir auksakalystės kompleksinis kūrinys – paveikslas su aptaisais "Švč. Mergelė Marija su Vaikeliu".

Bažnyčioje taip pat kabo nežinomų XIX a. autorių paveikslai "Šv. Barbora", "Vestuvės Kanoje", klebono kun. Juozapo Šipailos portretas, S. Mirskio paveikslas (1862 m.) "Švč. Mergelės Marijos karūnavimas" – vienas iš Lietuvos XIX a. dailei būdingų pavyzdžių. Taip pat saugomas XIX a. pab. – XX a. pr. nežinomo autoriaus arnotas, XIX a. II pusės neorokoko stiliaus procesijų altorėlis, 1912 m. nežinomo autoriaus šilkais išsiuvinėta Gyvojo Rožančiaus draugijos vėliava. Vėliava vertinama kaip negausiai išlikusio šimtmečio pradžios meninio amatininkų siuvinėjimo pavyzdys, liudijantis apie religinių bendruomenių egzistavimą, aktyvų Keturvalakių parapijos gyvenimą.