Kálfatjarnarkirkja var vígð 13. júní 1893. Forsmiður vr Guðmundur Jakobsson, húsasmíðameistari (1860-1933), en um útskurð og tréverk sá Þorkell Jónsson, bóndi í Móakoti. Málun kirkjunnar þótti sérstök, en hana annaðist Nikolaj Sófus Bertelsen (1855-1915). Sá málaði m.a. Iðnó, Dómkirkjuna og fleiri merkar byggingar að innan. Málaraverk Nikolaj er hins vegar víðast hvar horfið, en í Kálfatjarnarkirkju má enn sjá að hluta þessa framlags hans til byggingarinnar. Steinsmiður var Magnús Árnason.
Viðgerð á kirkjunni var lokið á hundrað ára afmæli hennar. Hún er reisuleg timburkirkja af tvíloftagerð. Hún er friðuð. Þegar kirkjan var reist á sínum tíma var hún stærsta sveitakirkja landsins og rúmaði öll sóknarbörnin í einu. Þá stóð sjávarútvegur með miklum blóma á Vatnsleysuströndinni og margir vel efnum búnir útvegsbændur bjuggu þar.
Altaristaflan er eftirgerð af töflu Dómkirkjunnar og málaði Sigurður Guðmundsson (1833-1874) hana árið 1866. Hún sýnir upprisuna.
Kirkja hefur líklega verið á Kálfatjörn allt frá upphafi. Hún kemur fyrir í kirknatali Páls biskups frá 1200 og var hún Péturskirkja í kaþólskri tíð.
Nýtt þjónustuhús við kirkjuna var vígt 15. apríl 2001.