Kościół został wybudowany w stylu późnorenesansowym przez księdza Liszkiewicza w 1646 na miejscu wcześniejszej drewnianej świątyni. Konsekrował go 8 września 1675 roku biskup krakowski Andrzej Trzebicki, o czym informuje marmurowa tablica z łacińskim napisem umieszczona w prezbiterium.
W XVIII wieku parafia znacznie się powiększyła i kościół okazał się być za mały. Dlatego w 1870 roku dzięki ks. Augustowi Żołątkowskiemu został rozbudowany przez przedłużenie nawy głównej i wzniesienie wieży. Dobudowana część kościoła ma styl barokowy. Prezbiterium jest nieco niższe i węższe, ze sklepieniem kolebkowym, przy nim od północy znajduje się zakrystia. Nad nawą sufit, a w ścianie południowej cztery okna wykonane w stylu neogotyckim. W części zachodniej, nad głównym wejściem, umieszczono drewniany chór muzyczny zbudowany w 1872 roku przez Górskiego z Chęcin. Organy zostały wykonane przez Kaspra Krzykawskiego z Kielc w 1876 roku.
Główny ołtarz w kościele zbudował w 1857 roku Juliusz Juman z Kielc. Znajduje się w nim stary bizantyjski obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem na ręku. Na zasuwie jest kopia obrazu Wszystkich Świętych Michała Stachowicza, wykonana przez głuchoniemego malarza Dąbrowskiego z Kielc. W ołtarzu głównym umieszczone są ponadto rzeźby św. Ambrożego i św. Augustyna, a także prawdopodobnie św. Anny i św. Joachima.
Obecne ołtarze boczne zbudowano w 1873 roku. Jeden został sprowadzony od ss. franciszkanek z Chęcin, a drugi złożono z elementów dwóch poprzednich. W lewym ołtarzu znajduje się Chrystus na krzyżu, a na zasuwie obraz Przemienienia Pańskiego, w prawym zaś figura św. Antoniego i obraz przedstawiający św. Izydora Oracza. Ołtarze wykonał Górski z Chęcin. Bogato zdobiona ambona pochodzi z 1864 roku, a zbudował ją Karol Mikina z Kielc.
W roku 1934 przed wejściem na plac kościelny stanęła okazała figura Chrystusa Króla ufundowana przez parafian. W latach 1956-1966 prowadzono liczne prace remontowe przy kościele. Dotyczyły one m.in. wieży i sygnaturki. Doprowadzona została elektryczność, kościół otynkowano, wstawiono nowe podwójne okna z witrażami, zainstalowano elektryczne ogrzewanie i radiofonizację. W 1965 roku kościół otrzymał nową polichromię i odnowiono główny ołtarz. Poświęcenia wykonanych prac dokonał uroczyście biskup kielecki Jan Jaroszewicz. Było to 30 października 1966 roku, podczas parafialnego obchodu Tysiąclecia Chrztu Polski.
W latach 80. miał miejsce kolejny remont wnętrza kościoła. Na ścianach zawisły ufundowane przez parafian portrety świętych: św. Barbary, św. Maksymiliana Kolbe, św. Rafała Kalinowskiego, św. Brata Alberta Chmielowskiego, bł. Michała Kozala, bł. Karoliny Kózkówny, bł. Urszuli Ledóchowskiej, bł. Jerzego Matulewicza, bł. ks. Jerzego Popiełuszki, prymasa Stefana Wyszyńskiego, papieża Jana Pawła II, papieża Eugeniusza IV.
W 1990 roku uroczyście obchodzona była 550 rocznica erygowania parafii Brzeziny. 15 sierpnia, w dniu odpustu parafialnego, jubileuszową mszę św. odprawił biskup Stanisław Szymecki.
W latach 1995-2006 prowadzone były głównie prace w otoczeniu kościoła. Odnowiono wtedy figury Chrystusa Króla i NMP, wybrukowano alejki, uporządkowano cmentarz, zmieniono pokrycie dachu na części kościoła, poprawiono zewnętrzną elewację. W 2008 roku dzięki staraniom proboszcza parafii ks. Jana Pragnącego i Komitetu Odnowy Kościoła Parafialnego w Brzezinach rozpoczęły się prace nad renowacją głównego ołtarza w kościele. W roku 2009 odnowione zostały ołtarze boczne. Nowy wygląd przybrało też prezbiterium i tzw. łuk tęczowy. Odnowione zostały zniszczone, zabytkowe obrazy: m.in. Ukrzyżowania z 1. poł. XIX w. i św. Izydora. W 2010 roku wykonano renowację ambony oraz prace restauratorskie przy wystroju malarskim.