Östhammars kyrka har byggts ut i anmärkningsvärt många etapper med tanke på att den inte är mer än drygt 300 år gammal. Altarbordet är modernt men den insatta träreliefen som föreställer nattvardens instiftelse antas ha prytt kyrkans första altare från 1600-talets senare hälft. Altaruppsatsen år från samma tid och oljemålningen har som motiv Jesu korsfästelse.
En omfattande inre renovering gjordes 1989.
1960 fick predikstolen tillbaka sina urspungsfärger, efter att ha målats om på 1800-talet.
1925 fick kyrkans interiör i stort sitt nuvarande utseende. Dess huvudsyfte var att i möjligaste mån återställa den prägel av sent 1700-tal som kyrkorummet tidigare haft.
1845 blev tornet klart. Lanterninen blev åttkantig och tornkroppen mer bastant än vad ritningarna föreskrev.
Omkring 1740 blev predikstolen klar som Olof Gerdman har gjort.
1761 förlängdes kyrkan åt öster och tio år senare inleddes nya omfattande byggnadsarbeten. Det antas att kyrkan då vidgades åt väster.
1675 invigdes kyrkan efter en lång byggnadstid.