Kyrkan började byggas på 1100-talet och stod klar 1249. Den var då mindre än idag, och det var först på 1700-talet som den byggdes ut.Enligt legenden skedde detta sedan greve Axel Per Wrangel på Wrangelsholm en gång ha kom försent till julottan och upptäckte att kyrkan var redan fullsatt. När han då i sin vrede svor till dömdes han för detta vanhelgande av kyrkorummet att antingen sitta i skamstocken (som finns bevarad i vapenhuset) eller att låta bekosta en tillbyggnad av kyrkan. Att han valde det senare vittnar bland annat initialerna A P W på kyrkans östra gavel om.

Där står också tillbyggnadsåret 1722.Mycket av kyrkans inredning är bevarat sedan 1700-talet. Dit hör altartavlan i pampig barockstil från 1754. Dit hör också vapenhuset med sin plåtklädda dörr och den bevarade straffstocken.Men allra äldst är sannolikt kyrkoklockorna i den fristående klockstapeln. De anses vara gjutna på 1200-talet, men ringer fortfarande till gudstjänst. Däremot är klockstapeln nyare och ”bara” omkring 300 år gammal.Valtorps kyrka har renoverats ett antal gånger, men behållit sin karaktär. Den senaste renoveringen skedde 2008-2009 och då byttes all elektricitet ut. Ljudanläggningen med hörslinga installerades och belysningen förstärktes. Kyrkans innertak, inventarier och konstverk rengjordes.