Dauguma dokumentų ir tyrinėtojų teigia, jog Švenčionių Visų Šventųjų bažnyčios fundatoriumi buvo Vytautas Didysis. Tik steigimo akto originalas neišlikęs. 1414 metais Vytautas Didysis ar kas kitas jo pavedimu Švenčionyse pastatė pirmąją medinę bažnyčią. Vytauto Didžiojo laikų bažnyčia išstovėjo per 200 metų ir 1634-1638metais buvo rekonstruota. Sakoma, jog tada buvo pastatyta nauja šventovė. Ją l638m.Visų Šventųjų titulu konsekravo Vilniaus
vyskupas Abraomas Vaina. Statinys buvęs šešiakampis, 40 uolekčių ilgio ir 16 pločio, nežinomo stiliaus, šonu į miestą. Uolektis - 66-7 l cm. Vėliau buvo pristatytos dvi šoninės zakristijos. Bažnyčia buvo kryžiaus plano konstrukcijos.

1816-1819m. Švenčionių bažnyčia buvo iš pagrindų restauruota, gerokai perstatyta: pakeltos lubos, išmūryti akmeniniai pamatai, frontonu atgręžta į miestą, t.y. į šiaurės vakarus. Visa išorė apmušta apdailos lentom. Bažnyčioje buvo 13 langų, 3 mediniai altoriai. 1853 m. bažnyčia dar padidinta, 13 uolekčių.

1889 metais buvo suprojektuota statyti mūrinę bažnyčią. Tačiau projektą teko paprastinti, nes generalgubernatorius reikalavo atsisakyti puošnios išorės. Pagaliau 1898 m. klebono ir dekano Mozės Jusio rūpesčiu parapijiečių pastangomis iškilo nauja, didelė mūrinė romantinio stiliaus bažnyčia. Ją 1900 m. konsekravo vyskupas Steponas Žvėravičius.

Naujoji šventovė ilgai buvo tvarkoma, puošiama. Presbiterija ir didysis altorius buvo įrengti švenčioniškio Rusijos generolo Kazimiero Čechavičiaus lėšomis ir medžiagomis. Jis taipogi paaukojo monstrancijų, taurių. Presbiterijoje, dešinėje pusėje, įstatytas šio fundatoriaus biustas. 1908- 1912 m. klebonaujant kun. Jurgiui Mačiulskiui, buvo pastatyti nauji, gana modernūs ir galingi vargonai:
išlikusi lentelė su lietuvišku įrašu: ,,M. Masalskio garu varomas pabrikas vargonu Panevėžyje. Opus 51. Sidabro medalis 1904 m. Sidabro medalis 1905
m".

Sovietinės okupacijos laikmečiu 1948 m. į Sibirą buvo ištremtas vargonininkas ir kompozitorius Julius Sinius su šeima, o 1949 m. klebonas ir dekanas kun. Vladas Gimžauskas. Švenčionių Visų Šventųjų bažnyčioje yra dirbę garbingi kunigai: Vaclovas Aliulis, Kazimieras Gutauskas, Kazimieras Valeikis, Albertas Ulickas, Marijonas Savickas ir kt. Šiuo metu Švenčionių parapijos klebonas yra kun. Vidmantas Rudokas.