La date de construction de l'édifice n'est pas clairement déterminée. On estime, comme pour les églises de ce secteur, que la construction première est datée du Moyen Age, sans doute aux alentours du XIIe siècle, sans affirmation. L’église Saint-Omer de Bavinchove relève, avant le XVe siècle, de la cathédrale de Thérouanne, tandis que l’abbaye Saint-Bavon de Gand y perçoit des dîmes. Après la destruction de Thérouanne par Charles Quint en 1553 et la suppression définitive du diocèse en 1657, la paroisse est rattachée au diocèse d’Ypres, doyenné de Cassel.

La date portée sur le chœur "1763" (ill.) indique une période de reconstruction qu'il est toutefois complexe de qualifier étant donné l'absence d'archives consultées à propos de ces travaux.

Au début du XIXᵉ siècle, l’édifice entre dans une longue phase de réparations et d’adaptations. Entre 1807 et 1809, d’importants travaux concernent la charpente et la couverture (AD Nord, 2 O 54/12). Un devis établi le 15 mars 1807 par l'architecte départemental Gesse Gervais prévoit des reprises en chêne pour la charpente de la nef, l’emploi de bois blanc pour le relèvement de la voûte, ainsi que des réparations de nochères et de la couverture en ardoise. Les travaux sont adjugés le 9 août 1809 à Joseph Maes, demeurant à Cassel, sur la base d’un devis révisé du 28 juin 1809.

Entre 1832 et 1836, les interventions se concentrent sur la tour de l’église (AD Nord, 2 O 54/13). Les travaux sont adjugés le 10 août 1833 à François Vandewalle et réceptionnés le 1er octobre suivant. La couverture et la charpente intérieure, très dégradées, sont entièrement reprises en ardoises neuves de Fumay et en bois de sapin, avec un renouvellement partiel de la charpente en orme. En 1836, une nouvelle campagne, confiée à François Campagnie, porte sur la réparation des soubassements des contreforts et des murs en briques neuves.

De 1847 à 1849, des réparations générales sont engagées (AD Nord, 2 O 54/14). Le devis de l'architecte Gervais du 10 mai 1847 prévoit la réfection des couvertures des nefs en ardoise neuve de Fumay (Ardennes), des reprises de contreforts, de nochères et des aménagements destinés à améliorer l’évacuation des eaux autour de l’édifice. Les travaux sont adjugés le 8 mai 1849 à Martin Broedert et réceptionnés le 14 juin 1849.

Une campagne majeure se déroule entre 1854 et 1857 (AD Nord, 2 O 54/15), sous la direction de l’architecte Develle. Dans un rapport du 3 novembre 1852, celui-ci décrit une église à trois nefs couvertes de combles à deux versants, aux fermes à entraits apparents, et souligne les altérations successives de l’édifice, notamment le déplacement ancien du clocher vers l’entrée. Les travaux portent sur le remplacement de tirants, le renouvellement des sablières, la reprise partielle des lambris, la réfection des couvertures en ardoise et des chéneaux en plomb. Malgré des difficultés de financement, les travaux sont adjugés le 4 avril 1857 à Alexandre Pollet (Cassel) et Xavier Verhille (Arnèke) et réceptionnés le 25 septembre 1857.

Entre 1877 et 1880, les fenêtres de l’église sont renouvelées (AD Nord, 2 O 54/16). Sur devis de Léonard Barbier daté du 2 juin 1877, les menuiseries en bois sont remplacées par des éléments en fer et les vitraux sont refaits en petits plombs. Le marché est conclu avec l’entreprise Deliens-Levasseur de Lille, et la réception définitive a lieu le 9 mars 1879 par l’architecte départemental Adolphe Vandenbulcke.

En 1888, des réparations ponctuelles concernent la toiture de la nef centrale vers le chœur (AD Nord, 2 O 54/17), confiées à Henri Capelle, couvreur à Cassel, d’après un devis de l’architecte Cocquenpot.

En 1891, l’église est dotée d’une nouvelle horloge de clocher, fournie et posée par Amand Olyve, horloger-mécanicien à Cassel (AD Nord, 2 O 54/18), avec une réception le 19 novembre 1891.

Enfin, en 1897, une cloche cassée est refondue (AD Nord, 2 O 54/19). Par délibération municipale du 10 décembre 1897, la commune confie les travaux à Charles Drouot, fondeur de cloches à Douai, pour la réalisation d’une cloche d’environ 500 kg en bronze, destinée à améliorer la sonorité de l’édifice.