Om grundstensnedlæggelsen til den nye Vindinge kirke blev juli 1874 i Roskilde Tidende skrevet følgende: "Guorlander vare anbragte om Kirkens Grund, og over selve Stedet, hvor den højtidelige Akt skulde foregaa, var rejst en Teltbygning. Provst Poulsen af Ejby talte om Kirkens Betydning for Menigheden, og Herredsfoged Elberling oplæste og nedlagde derpaa Grundstensdokumentet og en Sølvmønt med Kong Christian den Niendes Brystbillede. Mindebladet af Pergament blev indloddet i en Blykapsel. Strax efter samledes de Indbudte til Fællesmaaltid i Skolen, som var smykket med Blomster og Grønt, og her udbragtes en stor Del Skaaler, af hvilke vi skulle nævne Herredsfoged Elberlings for Kongen og Pastor Kruse, Rerslev, for Justitsraad Fris, der her som ved mange andre Lejligheder søgte at hygge og frede om Kirkebygninger."
 


Vindinge kirke afløste i 1875 en ældre kirke, der på grund af brøstfældighed blev revet ned i 1874. Denne ældre kirke skal kun kort omtales. Den bestod af et romansk kor og skib fra 1100'erne, samt et i 1400'erne tilbygget gotisk tårn og våbenhus; hele bygningen var hvidkalket med rødt tegltag. Da denne gamle kirke var nedrevet, begyndte man straks opførelsen af den nye kirke, som vi kender den i dag. Arkitekten var J.D. Herholdt.

Opført i senromansk stil, kom kirken til at bestå ad apsis, kor, skib og tårn samt sydvendt våbenhus, alt udført i røde munkesten og rødt tegltag; kun apsis er blytækket. Indvendigt blev væggene og hvælvingerne hvidtede, men i tidsrummet 1879 til 1949 har der været kalkmalerier i form af border. I dag står kirken igen indvendigt hvidtet, hvilket giver den et roligt, højtideligt præg.

Alteret består af et stafferet alterbord, hvorpå står et stort guldbronzeret zinkstøbt krucifiks. Døbefonden, der er udført i sort skånsk kalksten, står til venstre i koret.  

Prædikestolen, der er kirkens fornemste inventar og sammen med klokkerne og tårnuret stammer fra den gamle kirke, bærer årstallet 1589 og er et i eg rigt udskåret mesterarbejde. De to klokker er henholdsvis fra 1526 og 1688. Tårnuret og de to blåmalede urskiver er fra 1797. Stolestaderne menes sikkert udført sammen med den nye kirke. Det nuværende orgel blev skænket i 1968 og er siden udvidet. I 1976 fik kirken automatisk ringning. ved provstesyn i 1979 blev det konstateret at kirkens tag var så dårligt, at det samme år måtte udskiftes.

Våbenhuset blev istandsat i 1984. ved den lejlighed ønskede menighedsrådet at udskifte kirkens yderdør fra skydedøre til hængslede døre. Dette blev afslået af Kirkeministeriet med den begrundelse, at der i Danmark kun er 3 kirker, hvor indgangsdøren er skydedøre, og dette måtte ikke ændres ved Vindinge kirke. 

I 1984 blev prædikestolen taget ned for at blive gennemrestaureret. Arbejdet blev afsluttet i 1985 og udført af malerkonservator Ole Dufour, Roskilde.

Kirken gennemgik en total-renovering i 1989 hvor orglet blev flyttet frem for en senere udvidelse, kirkens blyindfattede ruder blev sat om. En del af inventaret fik nye farver, ligesom lysekronerne og lampetterne blev renset og poleret. Arbejdet blev udført af arkitekt Keld Wohlert og malerkonservator Ole Dufour. Ved samme lejlighed fik kirken nyt altertæppe udført af væver Vibeke Gregers.

Orgeludvidelsen fandt sted i 1992 og udført af Jensen & Thomsen's orgelbyggeri, Hillerød og med organist Finn Evald, Roskilde Domkirke, som menighedsrådets konsulent.