Karbennings nuvarande kyrka invigdes första söndagen i Advent 1845. Den ersatte då en gammal träkyrka som troligen byggdes 1654. Den gamla kyrkan revs ett par år efter att den nya invigts och de delar som kunde säljas auktionerades bort vilket har gjort att delar av gamla kyrkan finns kvar på olika gårdar i bygden. 1839 började man att bygga på den nya kyrkan efter att ha pratat om det av och till sedan 1796.
Första söndagen i Advent 1845 invigdes högtidligen den nya kyrkan. Den var helt i tidens smak i sin nyklassiska stil och byggd helt i sten.
Predikstolen till den nya kyrkan ritades av O.L. Dahlman, Västerås 1845 och placerades över altaret i stället för en altartavla. Vid en restaurering 1903 flyttades predikstolen till norra väggen från sin gamla placering mitt över altaret och en ny altartavla föreställande Kristi uppståndelse målad av Olle Hjortzberg införskaffades. När predikstolen flyttades behövdes en ny infattning till altartavlan och den ritades av slottsarkitekten Agi Lindegren. Den är en klassisk arkad av förgyllda kolonner som bär upp ett gavelfält med Jesusmonogram och triangel-treenighetssymbol.
Den nuvarande predikstolen flyttades 1903 från sin plats ovanför altaret till sin nuvarande placering på norra väggen och kompletterades då med en ny trappa med räcke, harmonierande med korgen. Vid samma tillfälle förgylldes predikstolen helt. Den var tidigare vit med förgyllda ornament.
Dopfunten i kyrkan är huggen i två delar i kalksten. Cuppan har ornament av rosor och klöverblad i låg relief och saknar uttömningshål. Funten bedöms vara huggen omkring 1500 och är alltså betydligt äldre än den första kyrkan. Hur den hamnat i Karbennings kyrka är okänt. Till dopfunten hör idag en insats av silver skänkt av generalkonsul Axel Ax:son Johnsson 1947.
Kyrkan har sedan renoverats 1945-46 och då fick dopfunten sin nuvarande placering. Orgeln renoverades och utökades från 12 till 24 stämmor och hela kyrkorummet inklusive inredningen målades.
Senaste renoveringen skedde 1983 då väggar och inredningen målades på nytt och kyrkorummet kortades genom att två små rum inreddes längst bak i kyrkan under orgelläktaren.
Den 19 november 2000 installerades en ny kororgel som invigdes av kontraktsprost Ola Söderberg.
