Die erste hölzerne Kirche in Nemajūnai wurde 1623 errichtet. Nach deren Zerfall wurde 1786 der Bau einer neuen Kirche durch die Besitzerin des Paverkniai-Landguts, Kristina Ragožaitė–Kačanauskienė, fundiert. In dieser Zeit wirkte schon die Pfarreischule Nemajūnai. 1862 wurde ein Entwurf für das Mauerwerk der Kirche, der vermutlich von Tomas Tišeckis erstellt worden war, genehmigt, jedoch verbot die Regierung, die geplante Kirche zu bauen und empfahl die alte zu renovieren. Ungeachtet des Widerspruchs der Regierung wurde mit dem Bau der neuen Kirche begonnen. Nach einem Jahr wurde der Bau unterbrochen, weil die besten Bauarbeiter in die Gruppen der Aufständischen gegangen waren. Der Pfarrer Pranciškus Kazlauskas selbst hat den Aufständischen geholfen und mit ihnen Kontakt gehalten. Aus diesem Grunde wurde der Pfarrer festgenommen und sein Titel als Geistlicher annulliert. Danach wurde er nach Sibirien verbannt. Im Städtchen wurde ein Gendarm angesiedelt. Die Einwohner waren dadurch nicht beruhigt und haben wieder um eine Genehmigung für den Weiterbau der Kirche gebeten. Inzwischen wurde nach Nemajūnai der Pfarrer Anzelmas Nonevičius versetzt, dessen erste Ausbildung eben mit Architektur verbunden war. Der Pfarrer hat auf dem Fundament des begonnenen Mauerwerks den Bau der Kirche – jedoch einer hölzernen – fortgesetzt. Die Kirche wurde ohne Genehmigung von den erfahrenen Baumeistern Šulcas, Feifaras u. a. weiter gebaut. Das Innere wurde vom Bildhauer H. Eismontas und anderen Künstlern dekoriert. Der Pfarrer wurde für einen so willkürlichen Bau 1877 mit einer Geldbuße von 150 Rubel bestraft.

Die Kirche von Nemajūnai mit ihren zwei Fassaden-Türmen und einem kleinen Turm auf dem Dach ist das einzige Originalwerk hölzerner Neogotik, gebaut von den Volkskunstmeistern in Litauen. Darin verflechten sich jedoch auch andere Stile der Architektur. Hauptidee der Komposition ist eine Mittelalter-Nostalgie und das Streben nach der Nachahmung der Hauptfassade eines bekannten gotischen Denkmals – der St. Annen-Kirche. Der Entwurf der rechtwinkeligen Kirche wurde in der Tradition des Klassizismus erstellt, jedoch sind teilweise für die große Kuppel des Gebäudes und für die zweitürmige Struktur der Fassade sowie für die Komposition der Innenausstattung die Merkmale des Neobarocks kennzeichnend. Die Kirche ist 45 m lang und 24 m breit.

Die Innenausstattung der Kirche wird von zwei farbigen Glasbildern geschmückt, die am Großaltar interessante geometrische Kombinationen bilden. Der Akademiker der Kunstakademie von Sankt Petersburg und Maler Nikodemas Silvanavičius hat für diese Kirche zwei Bilder gemahlt – „Hl. Apostel Peter und Paul“ (1833) und „Christus und Hl. Maria Magdalena“ (1892). Mit den beiden Bildern ist der Altar geschmückt. Es ist kaum möglich, auch die Orgel in der Kirche nicht zu bemerken, die vom Orgelbauer F. Tydmanas 1852 errichtet worden ist.

Auf Initiative des Pfarrers Juozas Matulaitis wurde die Kirche 1972 renoviert. Der Fußboden aus Beton wurde durch einen Fußboden aus Holz ersetzt. In der Kirche wurden Betstühle eingerichtet. Am Hauptaltar wurden zwei Seitenaltare gebaut und neue Stationen des Kreuzwegs hergestellt. Die einst schon begrabene Glocke wurde entdeckt und erneut in den Turm der Kirche gehoben.