Současný kostel byl postaven na místě staré evangelické modlitebny v letech 1605 - 1607 za Jana ze Žerotína. Základní kámen byl položen v dubnu 1607 a vlastní stavební práce trvaly 28 týdnů. První kázání proběhlo 14. října 1607 a tento den se slaví jako posvěcení chrámu. Architektem kostela byl stavitel Antonio Thoma, jemuž jsou připisovány i další obdobné stavby v regionu (Velké Losiny, Branná). Stavba byla financována hlavně z darů obyvatel Sobotína, Vernířovic a Rudoltic. Na zvelebení kostela přispěli také Žerotínové, kteří v r. 1609 darovali mj. cínovou křtitelnici ve tvaru kalicha (od r. 1999 v depozitáři památkového oddělení Olomouckého arcibiskupství). V roce 1673 hradili Žerotínové náklady na nový hlavní oltář s obrazem sv. Vavřince, který namaloval Franz Proper de Mus z Vikantic. V roce 1675 byl do Sobotína dosazen první stálý katolický farář. V roce 1678 byla v kostele přistižena žebračka z Vernířovic, která po přijímání vyjmula z úst hostii, neboť věřila, že když ji dá krávě, bude tato lépe dojit. Tento čin byl důvodem k zahájení neblaze proslulých čarodějnických procesů na Šumpersku. Ze Sobotína byli za domnělé čarodějnictví upáleni rychtář Axmann s manželkou. Připomínkou těchto událostí je pamětní deska u kostela.