Brimilsvallakirkja var vígð 28. október 1923. Kirkjan er sú fyrsta á Brimilsvöllum, en fyrrum var þar bænhús. Áður var kirkja á Fróðá, helguð Maríu, móður Jesú.
Með landshöfðingjabréfi 8. ágúst 1891 var kirkjustaður fluttur frá Fróðá til Ólafsvíkur. Við það urðu miklar deilur sem lauk þegar að sókninni var skipt og hin nýja Fróðársókn stofnuð með stjórnarráðsbréfi 24. mars 1915. Messað var í félagsheimilinu á Brimilsvöllum fyrir sóknarbörnin 140 þar til nýja kirkjan var vígð. Síðasta kirkja á Fróðá var byggð 1879.
Ólafsvíkurprestakall varð 1. janúar 1994 ein sókn með tveimur kirkjum, í Ólafsvík og á Brimilsvöllum.
Nýja kirkjan fékk stóra altaristöflu, sem gamla Ingjaldshólskirkjan hafði fengið að gjöf frá dönskum selstöðumönnum 1709. Hún er komin á ný í Ingjaldshólskirkju. Altaristaflan sen er í kirkjunni er eftir Guðmund Einarsson frá Miðdal. Hún er gefin til minningar um Kristólínu Kritjánsdóttur, húsfreyju á Brimilsvöllum frá 1915-1960 af eiginmanninum, Ólafi Bjarnasyni, fyrrum óðalbónda á Brimilsvöllum, börnum þeirra og tengdabörnum. Hún var afhjúpuð 9. september 1962 við messu í Brimilsvallakirkju. Til minningar um þau bæði var gefin ný útihurð úr harðviði 1989.
Um orgel kirkjunnar.
Hökull kirkjunnar, stóla, dúkur framan á prédikunarstól og altarisbrún er eftir Sigrúnu Jónsdóttur, gefið 28. október1973 af Átthagafélagi Fróðárhreppinga. Þá gaf það um leið gullhúðaðan blómavasa, annar frá félaginu í Ólafsvík og hinn frá Suðurlandi.
Brimilsvellir var forðum stórbýli og þorp fyrr á öldum, enda fyrrum mikið útræði stundað þaðan.
