Pierwszy drewniany kościół w Nemajūnai (d. Niemoniuny) został zbudowany w 1623 roku. Po jego upadku nową świątynię w roku 1786 ufundowała właścicielka dworu w Paverkniai Krystyna Rahożówna – Kaczanowska, w tym roku działała też w Niemoniunach szkoła parafialna. W 1862 roku zatwierdzono projekt murowanego kościoła (jak się przypuszcza, autorstwa architekta Tomasza Tyszeckiego), jednak władze zakazały jego budowy, zalecając odbudowę starego. Mimo sprzeciwu władz rozpoczęto budowę nowego kościoła. Po roku budowa została przerwana, gdyż najlepsi majstrowie wstąpili do oddziałów powstańczych, a i sam proboszcz Pranciškus Kazlauskas pomagał powstańcom, utrzymywał z nimi więź. Za to został aresztowany, pozbawiony tytułu duchownego, później zaś zesłany na Syberię. W miasteczku osiedlono żandarma. Mieszkańcy nie ustawali w prośbach o pozwolenie na dalszą budowę kościoła. Właśnie w tym czasie do Niemoniun został przeniesiony proboszcz Anzelm Noniewicz, którego pierwsze wykształcenie wiązało się z architekturą. Na fundamentach murowanego kościoła kontynuował on budowę – drewnianej świątyni. Kościół budowano bez zezwolenia. Budowniczymi byli doświadczeni majstrowie: Szulc, Feifar i in., wnętrze ozdobił rzeźbiarz H. Eismont oraz inni artyści. Natomiast proboszcz za samowolną budowę w 1877 roku został ukarany grzywną w wysokości 150 rubli.

Kościół w Niemoniunach z dwiema fasadowymi wieżami oraz wieżyczką na dachu jest jedyną na Litwie oryginalną świątynią drewnianą wykonaną przez mistrzów ludowych w stylu neogotyckim, jednak przeplatają się w niej również inne style architektoniczne. Podstawową ideą kompozycyjną jest romantyczna nostalgia za średniowieczem, dążenie do naśladowania fasady głównej znanego zabytku gotyckiego – kościoła św. Anny w Wilnie. Kościół został wzniesiony na planie prostokąta – jest ukłon w kierunku tradycji klasycyzmu, natomiast masywna kopuła, po części również struktura dwuwieżowej fasady oraz kompozycja wnętrza noszą cechy neobarokowe. Długość świątyni wynosi 45 m, szerokość – 24 m.

Wnętrze kościoła zdobią kolorowe witraże, które przy ołtarzu głównym tworzą ciekawe wzory geometryczne. Malarz Nikodem Sylwanowicz, profesor Akademii Sztuk Pięknych w Sankt Petersburgu, namalował dla kościoła dwa obrazy – „Apostołowie Piotr i Paweł“ (1833) oraz „Jezus i Maria Magdalena“ (1892). Oba zdobią ołtarz główny. Godne uwagi są również organy wykonane przez mistrza wileńskiego F. Tydmana w 1852 roku.

W 1972 roku z inicjatywy proboszcza Juozasa Matulaitisa kościół został wyremontowany. Betonową podłogę zastąpiła drewniana, wykonano ławki dla wiernych. Przy ołtarzu głównym wzniesiono ołtarze boczne, wykonano nowe stacje. Został odnaleziony niegdyś zakopany dzwon, który ponownie zawisł na kościelnej dzwonnicy.