De äldsta delarna av den nuvarande kyrkobyggnaden i sten uppfördes i romansk stil på 1100-talet vid den gamla offerplatsen Torsharg.[1][2] 1317 fick Torshälla stadsrättigheter och stadens snabba befolkningstillväxt gjorde en tillbyggnad av kyrkan nödvändig. Ett nytt långhus byggdes till vid västra sidan och det tidigare långhuset blev kor. Under 1400-talet tillkom kyrktornet och vapenhuset och innertaket försågs med valv.[2]
Torshälla kyrktorn byggdes om med en hög tornspira 1614. I vissa källor anges höjden till 102 meter inklusive spiran[3], andra uppgifter gör gällande att höjden uppmättes till motsvarande 78 meter av byggmästare Fredric Golling 1786.[4] Kyrkan var inklusive spiran en av Sveriges högsta byggnader, då den högsta kyrkobyggnaden i Strängnäs stift, och tornet användes därför som landmärke av sjöfarten på Mälaren. Spiran förstördes tillsammans med taket i en brand orsakad av ett åsknedslag 1873. Vid återuppbyggnaden ersattes spiran med de nuvarande låga trappstegsgavlarna i tegel.[5] Taket till långhuset sänktes också vid denna ombyggnad. Spår av den tidigare takhöjden är fortfarande synliga i kyrktornets östra fasad.
Utsmyckning
I kyrkan visas medeltida helgonbilder i trä föreställande S:ta Birgitta, S:ta Katarina, S:ta Gertrud och S:t Göran. Valv- och väggmålningarna från 1400-talet tillskrivs Albertus Pictor, och innehåller Sveriges äldsta kända avbildning av glasögon. Målningen visar Abraham som en läsande man med glasögon.
1912 bygger Åkerman & Lund, Sundbybergs köping en orgel med 17 stämmor, fördelad på två manualer och pedal. Orgeln ombygges av samma firma 1955 till 19 stämmor.
Den nuvarande orgeln är byggd 1980 av Walter Thür Orgelbyggen, Torshälla. Orgeln är mekanisk. Fasad och ljudande fasadpipor är från 1744 års orgel.
^Liden, H. A. & Persson, L. 1999. Ett nyfunnet dokument rörande Torshälla stads äldsta belägenhet (A newly-discovered document concerning the earliest site of the town of Torshälla.) Fornvännen 94. Stockholm.
^Ivar Schnell, Vägvisare genom Södermanland. En studiehandbok i hembygdskunskap. Sörmlands museum. Nyköping 1981, s. 45
^Abrahamsson Hülpers, Abraham (1773) (på svenska). Historisk Afhandling om Musik och Instrumenter särdeles om Orgwerks Inrättningen i Allmänhet jemte Kort Beskrifning öfwer Orgwerken i Swerige. Västerås: Johan Laurentius Horrn. sid. 235. Libris2413220