Bažnyčia garsėja Barboros Umiastauskaitės (Žagarietės) (1628–1648) atminimu.

Dvarininkui Mikalojui Syrevičiui fundavus apie 1495 m. Senojoje Žagarėje pastatyta pirmoji bažnyčia. Pasak Žemaičių vyskupo Motiejaus Valančiaus, 1605 m. medinė Senosios Žagarės bažnyčia sudegė. 1523 m. gegužės 4 d. Mikalojaus Syrevičiaus žmona Marijona Syrevičienė dovanojo bažnyčiai žemės ir netrukus buvo pastatyta nauja. 1655 m. bažnyčia dar kartą degė per švedų karą. Po 1712 metų gaisro buvo pastatyta dabartinė mūrinė bažnyčia iš plytų ir kalkakmenio. Ją fundavo Žagarės dvarininkas Albrechtas Umiastovskis. 1963 m. Senosios Žagarės bažnyčia sovietų valdžios buvo uždaryta ir Barboros Žagarietės palaikai išvežti ir nežinia kur padėti. Iš pradžių joje buvo įrengtas grūdų sandėlis, vėliau Šiaulių „Aušros“ muziejaus filialas kaimo buities rakandams laikyti.1994 m. po restauracijos Senosios Žagarės bažnyčia vėl atidaryta. 1994 m. rugsėjo 24 d. Kauno arkivyskupas Sigitas Tamkevičius SJ ją pašventino. Buvo sutvarkyta bažnyčios kripta ir joje atkurtas simbolinis Barboros Žagarietės karstas. 2003 m. per šv. Petro ir Povilo atlaidus Senosios Žagarės bažnyčioje buvo pašventintas naujas centrinio altoriaus paveikslas, vaizduojantis Šventąją Barborą.