Het dorp Oldenzijl dankt zijn naam aan een sluis (zijl), waarmee overtollig binnenwater werd geloosd op de voormalige Fivelboezem. De kerk van Oldenzijl werd al snel na het aanleggen van de dijk gebouwd in de eerste helft van de dertiende eeuw. Het westelijke deel van de kerk is van iets latere datum. De kerk is een goed voorbeeld van de overgang van romaans naar romanogotiek. Het grondplan van de kerk is dat van een eenbeukige zaalkerk met een inspringende halfronde apsis. Het gebouw bestaat uit vier traveeën. De vensters zijn nog rondbogig, maar de baksteen-architectuur is al weelderig. Deze bouwstijl is verwant aan die van de kerken van Huizinge en Siddeburen. Ooit stond er ten zuidwesten van de kerk een vrijstaande klokkentoren, maar deze is in 1829 afgebroken. Volgens de gedenksteen in de kerk werd in 1683 op de westzijde een dakruiter geplaatst. De kerk werd gerestaureerd in de jaren 1950-1952. Daarbij werd als uitgangspunt gehanteerd de kerk zoveel mogelijk in de oorspronkelijke staat terug te brengen.

Opvallend aan de kerk is de halfronde romaanse apsis (koor) uit de eerste helft van de dertiende eeuw. In de koortravee is zowel aan de noord- als aan de zuidzijde een zogenaamd “vierpasvenster” in ronde vorm te zien. Overigens is het zuidelijke siervenster een reconstructie, die tijdens de restauratie in de periode 1950-’52 is gemaakt. De apsis wordt verdeeld in een boven- en een benedenzone. De benedenzone bevat een zestal rondboognissen, die elk aan de bovenzijde door een rondboogfries worden afgesloten. De nissen worden van elkaar gescheiden door platte lisenen. De bovenzone bevat drie vensters, afgewisseld door rondboognissen. Onder het dak bevindt zich een doorlopend rondboogfries, waarvan de decoratiewijze invloeden uit het Rijnland verraadt. Dit houdt waarschijnlijk verband met de omringende kloostercultuur, want bekend is bijvoorbeeld dat er bij de bouw van de abdijkerk van Wittewierum een Keulse bouwmeester betrokken was. Ook de kerk van het verloren gegane klooster van het nabijgelegen Rottum schijnt een vergelijkbare baksteendecoratie te hebben gehad. Aan de binnenkant is het koorgedeelte van de kerk het rijkst versierd, wat met name geldt voor de oostkant van de ruimte. Behalve van bakstenen is er voor de versiering ook gebruik gemaakt van rode zandsteen en tufsteen.

Alleen in de oostelijke travee zijn de meloenvormige koepelgewelven bewaard gebleven. Tot de inventaris behoren een rijk versierde preekstoel (1768) en een herenbank uit de achttiende eeuw. Het gesneden opzetstuk ervan, dat de wapens van Clant-Alberda toont, is waarschijnlijk het werk van Casper Struiwig (voor 1743). De overige banken dateren uit de tweede helft van de zeventiende eeuw. Op de noordwand is een tekst geschilderd die meedeelt dat de kerk in 1570 “gerepareerd” werd. Er liggen enkele grafzerken in de vloer, waarvan de oudste uit 1608 stamt.