Den nuvarande kyrkan är inte den första i Nysätra, utan socknen finns omnämnd redan 1314. Kyrkan ligger i utkanten av det som var Nysätra socken. Troligen fanns tidigare en träkyrka på denna plats, innan dagens stenkyrka byggdes i mitten av 1400-talet. I koret finns ännu ett litet triumfkrucifix från den första kyrkan. Den kyrka vi ser idag är uppförd av gråsten och tegel. Fasaden är oputsad och kyrkan skiljer sig på det sättet från de flesta kyrkorna i trakten som oftast är vitputsade. I kyrkan finns några skulpturer bevarade från 1400-talets kyrka - en gång delar av bland annat altarskåp.
I början av 1800-talet behövde kyrkan renoveras eftersom sättningar gjorde att en vägg började sjunka och luta. Nya fönster togs upp och de gamla förstorades. Kyrkan har även fortsatt renoverats i omgångar, och i interiören idag finns detaljer från den äldre kyrkan sida vid sida med 1900-talsinredning. Kyrkan uppfattas ofta som ljus och harmonisk, där de vackra vita kryssvalven och korfönstrets många färger balanserar varandra. Den senaste större restaureringen ägde rum 1938-39 och i samband med den kom korfönstret och altarprydnaden på plats. Dopaltaret tillkom sedan 1949. Konstnären bakom både korfönstret och altarprydnaden är Harald Lindberg.
I Nysätra kyrka finns sjutton passionstavlor, där vi får följa Kristus under hans sista dagar - från nattvarden till gravläggningen. Dessa tavlor skänktes till Nysätra kyrka år 1772. Om de målats för kyrkan eller blivit inköpta i Europa vet vi inte. Passionssviter är ovanliga i svenska kyrkor. De få som tillkommit efter reformationen har nästan alltid skänkts av adelsfamiljer i bydgen. Så även i Nysätra där det var friherrinnan Margareta Wilhelmina Cederhielm som donerade tavlorna till kyrkan. För att få veta mer om passionstavlorna kan man läsa på sidan Passionstavlor i Nysätra kyrka.