Kirken ble bygget i 1876 og vigslet 8. april 1877 av Laurits Ottesen, prost i Søndre Søndmøre Provsti og sogneprest i Hjørundfjord. Tegningene av kirken er laget av Wilhelm von Hanno og Henrich Ernst Schirmer. De ble utlånte fra Ørsta kirke (bygget 1864), men Vartdal kirke er redusert i lengden i forhold til den. Samme tegninger er brukt til Hareid kirke, som ble bygget omtrent samtidig. Ansvarlig under byggingen av kirken var byggmester Knut L. Stokkeland fra Vestnes i Romsdal.