Adomynės Dvaras ir jo apylinkės buvo susijusios su Svėdasų, Šimonių ir Skapiškio parapijomis, o pati Adomynė priklausė Svėdasų parapijai. Šio krašto gyventojai, norėdami pasiekti bažnyčią, turėjo keliauti nuo 8 iki 15 kilometrų. Adomynės dvaro savininkas Adomas Vilėniškis, garsėjęs savo labdaringais darbais, nusprendė savo lėšomis pastatyti bažnyčią Adomynėje. 1913 m. gavus leidimus, prasidėjo bažnyčios statyba, tačiau ją sustabdė prasidėjęs Pirmasis pasaulinis karas. Po Adomo Vilėniškio mirties 1921 m., bažnyčios statybą tęsė jo sūnėnas kunigas Juozapas Vilėniškis. 1921 metų spalio 23 dieną bažnyčia buvo pašventinta Šv. Mergelės Marijos vardu. Bažnyčia buvo 12 sieksnių ilgio ir 6 sieksnių pločio, pastatyta iš pušies rąstų, joje buvo trys altoriai ir dvi nedidelės zakristijos.
Bažnyčios projektą parengė inžinierius A. Skrinikovas. Už brėžinius jam buvo sumokėta 200 rublių, o visa bažnyčios statybos sąmata siekė 8479 rublius 2 kapeikas. Adomas Vilėniškis paaukojo 3050 rublių, užrašė 20 dešimtinių žemės bažnyčiai ir pusę dvaro rūmų klebonijai. Prie bažnyčios statybos prisidėjo apie 1200-1300 apylinkės gyventojų.
Dideli darbai laukė bažnyčios vidaus įrengimo. Reikėjo įrengti tris altorius, pasirūpinti paveikslais ir kitu inventoriumi. Pagal Adomynės parapijos pajamų ir išlaidų knygą 1921 metais už įvairius darbus architektui Nikitui buvo išmokėta 44 620 auksinų. 1922 metais įsigytas paveikslas "Panelė Švenčiausia Anioliška" už 1300 auksinų, o 1923 metais - paveikslas didžiajame altoriuje "Malda V. Jėzaus Alyvų darželyje" už 100 aukso rublių. Didžioji dalis bažnyčios paveikslų buvo nutapyti Gasparo Vilėniškio antrosios žmonos Karolinos Šlapelytės giminaičio,
dailėtyrininko Igno Šlapelio. Jis dažnai lankėsi Adomo Vilėniškio dvare ir bendravo su kunigu Juozapu Vilėniškiu. Adomynės bažnyčioje yra Kryžiaus kelio stacijų ir altorių paveikslai, kuriuos manoma, nutapė Ignas Šlapelis.
1928 m. rudenį buvo suformuota Adomynės parapija ir pašventinta Švč. M. Marijos vardu.
1935 metais netoli bažnyčios pradėta statyti špitolė (parapijos namas). Šią statybą organizavo Kazimieras Lapienis iš Vadonių kaimo. Statybai medieną ir pinigus aukojo parapijiečiai, o statė vietos meistrai. Parapijos name gyveno vargonininkas ir bažnyčios prižiūrėtoja, vadinama "pročka". Prie špitolės buvo pristatyta parapijos salė, kurioje vykdavo įvairūs renginiai ir susirinkimai. Po Antrojo pasaulinio karo špitolė buvo nacionalizuota, o pusė dvaro rūmų, priklausę klebonijai, taip pat buvo nacionalizuoti. Šiose patalpose įsikūrė įvairios vietinės institucijos. Klebonas gyveno dalyje dvaro rūmų, priklausiusioje Barborai Vilėniškytei. 1960 m. klebonas Antanas Vaškevičius pastatė naują kleboniją.
Adomynės parapija priklausė Utenos dekanatui, 1926 metais joje buvo 2085 katalikai. 1934 metais klebono Juozo Vilėniškio sudarytame sąraše buvo 382 kiemai ir 1991 gyventojas. 2001 metais parapijoje buvo 795 žmonės.
Adomynės bažnyčios šventoriuje palaidoti parapijos įkūrėjas kanauninkas Juozapas Vilėniškis, kunigas Aloyzas Raugalė ir tremtinys klebonas Steponas Pelešynas. Adomynės kapinėse palaidoti Adomas Vilėniškis, jo brolis Gasparas su šeima ir Gasparo vaikai. Adomynės parapijos kapinėse taip pat ilsisi "Algimanto" apygardos vadas Antanas Starkus-Montė ir jo bendražygiai. 1990 metais Adomynės bažnyčios šventoriuje buvo pastatytas kryžius Lietuvos nepriklausomybės atkūrimui atminti.