Byggverket ble oppført i 1932-1933 etter tegninger av arkitekt Herman Semmelmann og lå på nabotomten til Fjeldsæter høyfjellssanatorium (1899-1946), som ble driftet som hotell fra 1912. Fjellseter kapell ble vigslet av biskop Johan Støren den 13. april 1933. Bygget er i tømmer og har 150 plasser. All virksomhet ved Fjellseter kapell drives for øvrige av frivillige.