Medinė bažnyčia turi baroko architektūros bruožų. Joje yra saugoma itin įdomi ir originali XIX a. nežinomo liaudies menininko išdrožta Jono Nepomuko skulptūra.
Antazavės bažnyčią 1794 m. pastatė grafienė Pliaterienė, kuri nenorėjo, kad jos dvaras būtų priskirtas Aleksandavėlės parapijai. Tuo metu buvo įsteigta parapija ir pastatyta medinė bažnyčia, ūkiniai pastatai, klebonija. 1827 m. buvo sumūryta švenoriaus tvora ir pastatyta mūrinė varpinė. Bažnyčia restauruota 1910 m ir 1941 m, šventoriaus tvora remontuota - 1939 m.
Pirmojo pasaulinio karo metais bažnyčioje veikė vokiečių karinė ligoninė.
