Stóra-Núpskirkja er í Stóra-Núpsprestakalli í Árnesprófastsdæmi. Um 1770 lét Brynjólfur sýslumaður 
reisa á Stóra-Núpi útbrotakirkju, sem var byggð úr grjóti, torfi og timbri, sem fékkst úr herskipinu Göthemborg eftir að það strandaði á Hafnarskeiði við Ölfusárósa árið 1718. Ámundi snikkari Jónsson var fenginn til verksins. Auk þess að byggja kirkjuna, skreytti hann hana með útskurði, t.d. gerði hann predikunarstól, sem nú er í vörzlu Þjóðminjasafns Íslands, ásamt líkani af þessari kirkju, sem var gert eftir lýsingum Brynjúlfs Jónssonar, fræðimanns frá Minna-Núpi. Útbrotakirkjan stóð til ársins 1876 eða í 106 ár, þegar hún var rifin og ný kirkja byggð, að hluta til úr timbri hinnar gömlu. Í Suðurlandsskjálftanum 1896 stóð kirkjan eitt húsa á Stóra-Núpi, svo að presturinn varð að flytja með fjölskyldu sinni í kirkjuna. Þá bjó sera Valdimar Briem á Stóra-Núpi. Þessi kirkja stóð til 29. desember 1908 eða í 32 ár, þegar hún fauk og brotnaði í spón. Í þessa kirkju kom snemma hljóðfæri og hefur æ síðan verið í henni.
Kirkjan, sem nú stendur, var reist 1909 eftir teikningum Rögnvaldar Ólafssonar. Gestur Einarsson á Hæli var umsjónarmaður með byggingu kirkjunnar og réði Bjarna Jónsson frá Galtafelli sem yfirsmið og Ásgrím Jónsson til að mála altaristöflu. Ásgrímur valdi einnig liti í kirkjuna. Stefán Eiríksson skar út ýmsa gripi hennar. Tæpu ári eftir að kirkjan fauk, eða hinn 31. oktober 1909, var nýja kirkjan vígð. Altaristaflan kom ekki fyrr en 1912. Tvær eldri töflu eru geymdar í kirkjunni, önnur er úr Steinsholtskirkju, sem séra Daði Halldórsson þjónaði. Á henni er mynd af fiskimönnum á vatninu, en hin er af síðustu kvöldmáltíðinni. Sigríður Jónsdóttir, ekkja séra Jóns Vídalíns biskups, gaf hana. Á henni má sjá ártalið 1728 og fangamörk þeirra hjóna. Hún var í kirkjunni, sem fauk og skemmdist mikið. Þá var Einar Jónsson, myndhöggvari, fenginn til að koma henni saman að nýju. Predikunarstóll, sem var í þessari kirkju og brotnaði, þegar hún fauk, var endursmíðaður og er nú í Villingaholtskirkju. Einnig er hljóðfærið, sem var í kirkjunni enn þá til í einkaeign. Á árunum 1966-68 voru gerðar miklar endurbætur á kirkjunni, skipt um járn, glugga og hún einangruð.
Árið 1988 var reistur minnisvarði um sálmaskáldið, séra Valdimar Briem, á Stóra-Núpi eftir Helga Gíslason, myndhöggvara. Hann var afhjúpaður 4. september 1988. Nýtt pípuorgel var tekið í notkun 11. nóvember 1990 í tilefni þess, að 80 ár voru liðin frá byggingu kirkjunnar. Orgelið smíðaði Björgvin Tómasson.