Trästena gamla kyrka, som efter reformationen ersatte även kyrkorna i Säckestad och Stenkälla, låg på Stommens ägor och revs år 1853. Nedanför berget i Trästena ligger den gamla kyrkplatsen, med en minnessten, som är huggen ur en av kyrkans hörnstenar, och med en del bevarade gravvårdar. Platsen är numera och märkt med ett större träkors. Den nuvarande kyrkan uppfördes 1854 efter ritningar av professor F W Scholander. Den nya kyrkan byggdes 1854 i gustaviansk stil med halvrund absid och ett torn, som kallas laternintorn. Sin nuvarande utformning fick kyrkorummet genom senare restaureringar 1908 och 1954.

Altaret under den östra gavelväggens rundbåge är markerad med bibelorden: "Söken först Guds rike och hans rättfärdighet" (Matt 6:33). Krucificet på altaret är gjort av Köngl. Hofkunstanstalt i München och skänt av dåvarande kyrkohereden Dr John Ternstedt. Predikstolen tillverkades 1822 av hovbildhuggaren Östermark för Funbo kyrka i Uppland., men köptes för 100 kr av friherre Alfred von Düben på Hallansberg. Han skänkte predikstolen till Trästena 1896 och den sattes upp vid restaureringen 1908.

Dopfunten av trä skänktes till kyrkan 1908 av Dr A Lindenkrona och hans hustru. I vapenhuset finns fragment av äldre dopfunt från medeltiden. Det finns två kyrkklockor i kyrkan och lillklockan är äldst, gjuten 1686, med bl a Kristus monogrammet "IHS". På storklockan, gjuten 1700, är inskriptionen "Glora in excelsis Deo" - Ära vare Gud i höjden.