Västra Vingåkers kyrka började byggas under medeltiden, omkring år 1300. Av den ursprungliga medeltida kyrkan finns dock inte mycket kvar. Det utseende kyrkan har i dag påminner mer om stormaktstidens 1600-tal, då bland annat gravkoren och altaruppsatsen tillkom.
Sitt nuvarande grundläggande utseende fick kyrkan i samband med den stora renovering som färdigställdes 1783, då bland annat korsarmarna och sakristian byggdes. Den senaste större förändringen av kyrkans exteriör gjordes 1885, då tornhuven tillkom.
Åren 2011–2012 genomgick Västra Vingåkers kyrka en omfattande invändig renovering. På påskdagen 2012 kunde kyrkan – modern och funktionell men med gamla anor – invigas på nytt.