Obecny kościół w Podstolicach powstał w 1870 roku na miejscu poprzedniego kościółka. Nie posiadał on wówczas wieży, ale dobudowano ją po zniszczeniu w czasie I wojny światowej dzwonnicy stojącej obok. Ze starego kościoła, oprócz dzwonów, przeniesiono w czasie przebudowy także sygnaturkę z roku 1631 o imieniu św. Agnieszki oraz umieszczono trzy ołtarze, które przetrwały do obecnych czasów, uznane przez Wydział Konserwacji Zabytków za obiekty zabytkowe.
W roku 1878 przystąpiono do malowania prezbiterium, a dopiero w roku 1885 ozdobiono polichromią pozostałą, środkową część kościoła. Tak przygotowany kościół parafialny konsekrował 22 sierpnia 1889 roku kardynał Albin Dunajewski, biskup krakowski podczas kanonicznej wizytacji w parafii Podstolice. 7 sierpnia 1988 roku kardynał Franciszek Macharski wmurował kamień węgielny, poświęcony przez papieża Jana Pawła II w Tarnowie.
W ramach przygotowań do jubileuszu 700-lecia istnienia parafii (2000 r.) przeprowadzono przy kościele wiele prac konserwacyjnych. Odnowiono obrazy w ołtarzach i odrestaurowano organy. W 1996 roku sprawiono feretron z obrazem Zesłania Ducha Świętego — patrona parafii i wizerunkiem Matki Bożej Podstolickiej, a w latach następnych zmodernizowano elektrykę, nagłośnienie oraz zamontowano instalację przeciwpożarową i alarmową.