Žinios apie pirmąją Platelių bažnyčią (medinę) mus pasiekia iš XV a. 1486-1526 metų laikotarpyje ją pastatė Stanislovas Kęsgaila. Kaip rodo 1995-1997 m. Platelių Šventorkalnio ir Apvaliosios kalvos archeologiniai tyrinėjimai, pirmoji Platelių bažnyčia (arba koplyčia) galėjo stovėti ant Apvaliosios kalvos (ne Šventorkalnyje, kaip tai buvo manoma iki šiol). Manoma, kad dar anksčiau (apie XIV-XV a.) šioje vietoje buvo alkvietė. Po Žemaitijos krikšto šioje vietoje savo šventovę įsirengė katalikai. Kasinėjimų metu ant Apvaliosios kalvos surasta ir nemažai žmonių kalnų. Tai rodo, kad čia seniau buvo ir kapinės.
Kaip nurodoma „Lietuvių enciklopedijoje” (T. XXIII, p. 96), karalius Žygimantas Augustas turėjo Platelių bažnyčios patrono teisę, kurią jis kartais perleisdavo Plungės laikytojams. Karalius buvo iškėlęs sąlygą, kad pretendentai į Platelių bažnyčios kleboną vietą privalo būti lietuviai arba bent jau mokėti lietuviškai.
Žemaičiuose plintant protestantizmui, Plateliai liko be kunigo ir bažnyčia buvo uždaryta, o jos turtą-beneficiją užgrobė reformacijos šalininkai. Tai rodo ir 1592-1597 metais sudarytas Žemaičių vyskupijos sąrašas, kuriame nurodoma, kad Platelių bažnyčia yra ne katalikų bažnyčios žinioje. Sustiprėjus Žemaitijoje katalikybei, čia vėl ėmė šeimininkauti krikščionys katalikai. 1598 m. Platelių laikytojo Jeronimo Valavičiaus rūpesčiu Platelių bažnyčia restauruota, jai sugrąžintas anksčiau priklausęs turtas ir padidinta bažnyčios beneficija. Tai patvirtinta ir 1598 m. vasario 17 d. Žygimanto Vazos pasirašytame akte.
1692 m. prie Platelių bažnyčios buvo įsteigta altarija. Jos išlaikymui 5420 auksinių skyrė plateliškiai Karolis ir Ieva Druskiai.
Išlikę dokumentai rodo, kad 1744 m. Platelių bažnyčią, taip kaip ir po dviejų metų pašventintą Beržoro bažnyčią, iš savo ir parapijiečių lėšų pastatė kunigas Juozapas Vaitkevičius. Spėjama, kad abi bažnyčias statė tie patys meistrai.
1777 metais to paties klebono Juozapo Vaitkevičiaus rūpesčiu Platelių bažnyčia perstatyta. Ją konsekravo Žemaičių vyskupas Lopacinskis. Daugelį metų prie Platelių bažnyčios veikė parapinė mokykla. 1853 m. ją lankė 62 vaikai.
M. Valančius yra palikęs žinių, kad 1841 m. Plateliuose klebonavo Pranas Maziulevičius. Parapija tuo laiku čia buvo didelė (jai priklausė 5827 katalikai) ir stipri – sugebėdavo išlaikyti net 4 kunigus. 1909 m. Platelių bažnyčioje pradėjo veikti naujai sumontuoti vargonai.
Plateliuose šalia bažnyčios stovi varpinė. Seniau ji garsėjo didžiuliu varpu, kurio skambesys girdėdavosi plačiose apylinkėse. Pirmojo pasaulinio karo metais varpą iš Platelių išvežė vokiečiai; yra žinių, kad jį išlydė ir po to panaudojo šovinių gilzių gamybai.
Bažnyčios šventoriuje ilsisi kai kurių buvusių Platelių dvaro savininkų vaikai: grafaitė Marija Šuazel ir jos brolis Gabrielius, kuris buvo Papilio dvaro savininkas.
Greta Platelių bažnyčios – klebonija. Ji pastatyta 1903 m. Šis pastatas jungiasi su Platelių vidurine mokykla, nes sovietinės valdžios metais klebonijos patalpose veikė Platelių mokykla. Tuo laiku buvo pastatyti du priestatai. Juose ir šiuo metu – Platelių vidurinė mokykla.