Die Kirche von Oelzschau wurde im 13. Jahrhundert als romanische Kirche erbaut und hat im Laufe der Jahrhunderte eine faszinierende Geschichte erlebt. Der Altarraum und die angrenzende Apsis stammen aus dieser Zeit und verleihen der Kirche einen historischen Charme. Im Jahr 1509 wurde eine zweite Glocke hinzugefügt und 1510 erfolgte der Umbau der romanischen Chorturmkirche. Seit 1540 ist Oelzschau nachweislich eine Pfarrkirche.
Im 2. Weltkrieg wurden zwei der drei Bronzeglocken zwangsweise eingeschmolzen. 1957 erhielt die Kirche drei aus Stahl als Ersatz für im 2. Weltkrieg eingeschmolzenen Bronzeglocken. Die einzig verbliebene Bronzeglocke wurde aus klangtechnischen Gründen nach Hainichen verkauft.
Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Veränderungen an der Kirche vorgenommen. Im 17. Jahrhundert wurde der Innenraum umgestaltet und erhielt eine hölzerne flache Kassettendecke. Die Kirche wurde im Stil der venezianischen Barockmalerei bemalt und zeigte zwölf Darstellungen der Passion Christi. Im Jahr 1807 wurde eine Orgel des Orgelbauers Johann Gottlob Trampeli aus Adorf installiert. Die heutige Orgel wurde 1913 von Alfred Schmeisser aus Rochlitz erbaut und 1973 von Reinhard Schmeisser überholt.
Im Jahr 1824 wurde die Kirche in veränderter Form neu aufgebaut und 1972 erfolgte eine Rekonstruktion, bei der der Turm äußerlich verändert wurde. Im Rahmen der Innenrekonstruktion wurde ein barockes Kruzifix für den Altar übernommen. In den Jahren 2014-2015 erhielt die Kirche einen neuen Außenputz und die 1972 zurückgebaute Laterne wurde wieder aufgesetzt, dank des Engagements des Fördervereins Magdalenenkirche Oelzschau e.V., der 2012 gegründet wurde.
Im Jahr 2018/2019 wurde die Innensanierung der Kirche in Angriff genommen. Das Kirchenschiff, der Altarraum, die Apsis, die Patronatsloge und die Empore wurden umfassend saniert. Die Schmeisser-Orgel von 1903 wurde 2020 von der Firma Frank Peiter Orgelbau aus Pockau komplett restauriert. Es handelt sich um eine der wenigen Orgeln, die noch mit pneumatischer Traktur arbeiten. Die Restaurierung umfasste die Reinigung, Instandsetzung und den Wiederaufbau der Orgel, die pünktlich zu Weihnachten wieder in vollem Klang erstrahlte.
Die Turmuhr von 1891 verstummte im Jahr 2021 und trotz mehrerer Reparaturversuche konnte das Problem nicht behoben werden. Im Jahr 2022 gelang es dem Förderverein und der Kirchgemeinde mit finanzieller Unterstützung der Kultur- und Umweltstiftung der Sparkasse, eine elektrische Turmuhr zu installieren. Somit konnte die mechanische Turmuhr nach über 80 Jahren in den wohlverdienten Ruhestand gehen.
Während der Innensanierung wurde festgestellt, dass die im 17. Jahrhundert angebrachten Barockgemälde im Laufe der Jahrhunderte schwer beschädigt wurden. Im Jahr 2020 begann man mit finanzieller Unterstützung der Denkmalpflege damit, die Gemälde abzunehmen und zu sichern. Ein Bild wurde bereits restauriert, aber für die Restaurierung aller Bilder sind noch ca. 60 TEUR notwendig.