Es gibt keine gesicherten Aufzeichnungen über den Beginn des Bau´s der Kirche. Die ältesten Mitteilungen finden sich in den Visitationsakten von 1539. Zur damaligen Zeit war die Kirchgemeinde in zwei Teile getrennt. Der südlich vom Dorfbach gelegene Ortsteil gehörte zur Pfarrei Gelenau, der nördlich gelegene Teil, mit Kapelle, zur Pfarrei Einsiedel. 1579 pfarrte man den Gelenauer Teil nach Einsiedel um, so dass nun der gesamte Ort der Pfarrei Einsiedel unterstand. Jedoch wurden rund einhundert Jahre später die Kirchgemeinden von Dittersdorf und Weißbach zu einem Kirchspiel vereinigt, wobei Dittersdorf nur eine Filialgemeinde von Weißbach war. Am 1. Oktober 1885 erhielt die Kirchgemeinde Dittersdorf schließlich ihre volle Selbstständigkeit.

Um 1680 wurde mit dem Umbau der bisherigen Kapelle zur Kirche begonnen und 1730, mit dem Bau des Kirchturm´s, fertiggestellt. Die Jahreszahl 1730 auf der Wetterfahne weist darauf hin. Die Initialien CHVE auf der Wetterfahne bezeichnen Curt Heinrich von Einsiedel als Patronatsherrn. Der barocke Kanzelaltar wurde vermutlich um 1730 von dem Chemnitzer Holzbildhauer Christian Suttinger geschaffen. Ebenso ein handgeschnitzter Taufengel. 1769 wurde die große Glocke in Chemnitz gegossen.

1843 befand sich das Kirchengebäude in einem sehr schlechten Zustand, sodass man über einen Neubau nachdachte. Jedoch wurde auf Grund der Widerstände eines größeren Teils der Gemeinde und der Patronatsherrin von Löwenhjelm davon abgesehen. In den Folgejahren wurden umfangreiche Baumaßnahmen durchgeführt. U. a. wurde das Erdreich an der Nord- und Ostseite abgetragen, so dass die Mauern besser trockengelegt werden konnten. Auch im Kirchenraum wurden einige Veränderungen vorgenommen.

1847 bis 1848 baute der Dittersdorfer Orgelbaumeister Karl Traugott Stöckel die neue Orgel ein, die 1849 geweiht wurde. Damit war auch die Erweiterung der Orgelempore notwendig geworden. Sie erhielt 1861 ihre heutige Gestalt. In den Folgejahren wurden weitere Umbaumaßnahmen durchgeführt. So erhielt die Kirche1893, als erste Dorfkirche in der Ephorie Marienberg, eine Niederdruck-Dampfheizung als absolute Neuerung zur damaligen Zeit. Nach 1924 wurde der heutige Westabschluss mit dem Treppenaufgang hinzugefügt. Damit bekam die Kirche ihre heutige Gestalt.

Beim Bombenangriff am 3. März 1945 wurde die Kirche, Dank des Einsatzes des damaligen Küsters Max Barth, weitestgehend von Schäden verschont, während das dahinterliegende Pfarrgut vollständig abbrannte. 1955 wurde hinter der Kirche ein neuer Glockenturm für 3 Stahlgußglocken errichtet.

In den Jahren 1980 – 1987 wurde der Altar restauriert und von 2001 – 2005 wurde der Innenraum renoviert, wobei insbesondere der Altarraum umgestaltet wurde. 2011 wurde der Kirchturm saniert und 2015 erfolgte der Einbau eines neuen Fußbodens im Kirchenschiff und auf den Emporen. 2021/2022 wurde der Sakristeianbau saniert und neu gestaltet.