Kose kirik puust hoonena rajati 13.sajandi I poolel. Vanimast puukirikust andmed puuduvad.
Praeguse kiriku 1370. aastatel valminud algkavatise moodustas üks ruum - nüüdne pikihoone. Iseseisev kooriruum ja läänetorn puudusid. Koori funktsiooni täitis algkiriku idapoolseim võlvik, mille lõunaseinas on osaliselt säilinud segmentkaarega sillatud avar isteniśś kiriku patroonidele ja kõrgematele vaimulikele. Võimalik, et ka praeguse võidukaare ja põhjaseina kohal paiknesid isteniśśid. Pikihoone lääneküljelt eendub kahele konsoolile ning neid ühendavale kandekaarele toetuv viilutorn Torn on ligikaudu 2 m lai ja toetub siseküljel lääneseinast eenduvale müüripaksendusele. Ristkülikukujuline koor on ehitatud vastu pikihoone idaseina. Mõlema ruumi ühendamiseks murti idaseinast läbi võidukaar, mis on kõrgem kui kooriruumi kattev võlvlagi. Nähtavasti oli koor esialgu võlvimata. Hiljem koor võlviti.

Kirikuhoone järgmiseks juurdeehituseks, oletatavasti 15. sajandi lõpukümnendeil, sai viiekorruseline võimas läänetorn. Kas tingis torniehituse kaitsevajadus, ei ole teada, sõjalisele eesmärgile viitavad laskeavataolised aknaavad laiade isteniššide kõrval ning kamina olemasolu kahel korrusel tõendab samuti, et torni kasutati külmalgi aastaajal.
Katolikuaegne kirik hävitati Liivi sõjas.
Kirik taastati Rootsi aja algul. Müüridesse jäeti alles endised katolikuaegsed istenišid.
Ulatusliku ümberehituse aastad 1856-1858 tõid kaasa vana käärkambri lammutamise, mille asemele ehitati avar leerisaal (nn. uus kirik).
Läänetorni, teine teisele poole portaali on sissemüüritud kaks 16. sajandi lõpust või 17. sajandi esimesest veerandist pärit ratasristi.

Kirikus on maal "Jeesuse haudapanek", 12. aprillist 1859, maalis C. T. von Neffi järgi Otto Zoege von Manteuffel - pilt ripub nüüd kiriku lõunaseinal. Ka altarisein on Manteuffelite annetus kodukirikule (selle kinkis kirikueestseisja Carl Zoege von Manteuffel 1774). Pisut kulunud värvigammaga algne altarimaal "Kristus ristil" oli vahepealsetel aastakümnetel kinni kaetud Carl Sigismund Waltheri samasüžeelise maaliga (1855).

Kiriku sisustusest väärivad esiletoomist 15. sajandist pärinev hauaplaat, hilisrenessanss-kantsel (1630. aastad, T. Heintze), hilisbarokne altar (1774) altarimaaliga “Kristus ristil” (1855, K.S. Walther), barokne laelühter (17. saj.).