Bažnyčia Kietaviškėse minima dar 1522 m. Tais metais Vilniaus vyskupijos aprašyme sakoma, kad Kietaviškių bažnyčia pastatyta 1504 m. Katalikybė Kietaviškėse egzistavo su pertrūkiais. Pavyzdžiui, XVI a. antroje pusėje dėl reformacijos bažnyčia panaikinta, o vėl veikti pradėjo tik beveik po šimto metų. Istorikai ginčijasi, ar evangelikai reformatai buvo bažnyčią pasisavinę savo reikmėms – tokia galimybė buvo, bet tai įrodančių dokumentų nerasta. Maždaug nuo XVII a. aštunto dešimtmečio bažnyčia veikė be didesnių pertraukų, tad nieko nestebina, kad čia išlikusi ne viena meno vertybė, įtraukta į Kultūros vertybių registro sąrašus.
Naujino ir senąsias vertybes
XVII a. pabaigoje statyta bažnyčia buvo medinė ir per keletą šimtų metų, kad ir restauruojama, visai suseno. Buvo galima seną šventvietę remontuoti, tačiau ji turėjo dar vieną trūkumą – buvo per maža. Naujos bažnyčios statymas Pirmojo pasaulinio karo metais buvo pražūtingas senajai bažnyčiai – ji, stovėjusi pakankamai arti dabartinės bažnyčios, šiek tiek arčiau tvenkinio, sugriuvo ir dabar nė jos žymės nematyti.
Liturginį inventorių, baldus ir kitus daiktus iš senosios bažnyčios į naują reikėjo sunešti per vieną naktį. Tuo metu Kietaviškėse buvo apsistojusi vokiečių kariuomenė, todėl tikintieji baiminosi, kad kaip ir iš visų kitų tuščių pastatų, taip ir iš iki galo neįrengtos bažnyčios bus padarytas sandėlis. Todėl į bažnyčios pastatą, kuris buvo nepabaigtomis tinkuoti sienomis ir be grindų, teko persikelti kuo greičiau. Paskubomis persikraustyta į remontuojamą pastatą, kuris dar beveik dešimtmetį nebuvo sutvarkytas, todėl tuo laikotarpiu pasimetė ne vienas daiktas, šiuo metu galėjęs turėti didesnę meninę ar istorinę vertę. Taip pat nemažai vertybių tuo metu buvo restauruotos, ne visada tai darant taisyklingai.
Vienas geriausių architekto darbų
Naujųjų maldos namų statyba rūpinosi neseniai paskirtas klebonas Kajetonas Čepanas. Jo portretas su bažnyčios fasadu dešiniajame viršutiniame kampe, tapytas Petro Kalpoko, dabar puošia zakristiją. Dabartinis bažnyčios klebonas Dainius Jančiauskas juokavo, kad daugelis žmonių, užėjusių į zakristiją, pagalvoja, kad tai jo portretas.
Tarpukariu statyta bažnyčia atspindi to meto tendencijas. Panašiu metu ir to paties architekto Vaclovo Michnevičiaus statyta ir Vievio šv. Onos bažnyčia, todėl jos labai panašios, tik Kietaviškių bažnyčia yra ovalesnių formų, ne tokia kampuota. Dvibokštė, bazilikinio tūrio lotyniško kryžiaus formos šventovė, mūryta iš geltonų plytų, laikoma vienu išraiškingiausiu architekto darbu. Plytoms gaminti čia pat buvo pastatyta plytinė. Bažnyčios fasadas – neorenesanso – neobaroko bruožų su lieknais aštuonkampiais bokštais. Tarp jų – aukštas frontonas su segmentine viršūne.
Bažnyčia yra trijų navų, vyrauja aukšta vientisa centrinės navos ir presbiterijos erdvė, užsibaigianti pusapvale apside, už kurios yra zakristija. Navos viena nuo kitos atskirtos arkomis. Ant arkų iš vidurinės navos pusių sovietmečiu tapyti evangelistų Luko, Morkaus, Mato ir Jono portretai.
Į naują bažnyčią perkeltas senasis altorius, jis rekonstruotas tada, kai įrenginėti naujieji – tarp 1922 – 1925 m. Senojo altoriaus motyvai datuojami maždaug XVIII a. Altoriuje yra du paveikslai: „Švč. Trejybė“, tapytas XVII a. pab – XVIII a. pr. (pertapytas XX a. pirmoje pusėje) ir „Kristus, Švč. Mergelė Marija ir šventieji malonių tarpininkai“, tapytas XVIII a. pradžioje, pertapytas XX a. pradžioje. Švenčiausios Trejybės paveikslas Kietaviškėse minimas dar 1872 m. 
Dėmesio vertos bažnyčios klausyklos. Dvi, stovinčios arčiau presbiterijos, šalia šoninių altorių, kartu su kampiniais transepto suolais buvo perkeltos iš senosios bažnyčios. Šie kruopštaus darbo barokinių bruožų turintys medžio dirbiniai pagaminti dar XVIII a. Tačiau vienas suolas ir klausykla prarado autentiškumą. Kai sovietmečiu bažnyčioje buvo atliekamas remontas ir liko grindų dažų, statybininkai jais išdažė vieną klausyklą ir suolą. Visa laimė, kad nepaliesti liko kitas suolas ir klausykla. Klebonas D. Jančiauskas sakė, kad klausyklų ir suolų rinkinys yra pakankamai retas ir neįprastas Lietuvos bažnyčioms.
Jei šios dvi klausyklos – senos, tai kita klausykla – itin moderni. Ji yra su durimis, todėl nei kunigas, nei aplinkiniai nemato, kas atlieka išpažintį. Šia klausykla dabar naudojamasi tik kartą per metus – prieš šv. Velykas. Ateinantys čia išpažinti savo nuodėmių tikintieji būna pažeidę Dievo įsakymus „Nepaleistuvauk“ ir „Negeisk svetimo vyro ir svetimos moters“.
Seniausias paveikslas sugadintas
Kaišiadorių muziejaus išleistame leidinyje „Kaišiadorių rajono vargonai“ rašoma, kad Kietaviškių bažnyčios vargonai galėjo būti pagaminti apie 1915 m. Neatmetama galimybė, kad jie pradėti daryti dar prieš karą, bet pabaigti – jau po jo. Vargonai čia vadinami ne tik pernelyg paprastais, bet ir prastais vien tik dėl neogotikinio fasado kokybės ir estetinės išvaizdos. Vis dėlto pats instrumentas pagamintas profesionaliai. Ypač kruopščiai padirbta yra manualo sklendinė oro paskirstymo dėžė. Taip pat gerai atlikta mechaninė registrų traktūra.
Vargonai, nors ir neturintys ypatingos meninės vertės, saugotini kaip rimtai, profesionaliai padarytas instrumentas, ne tik visiškai tenkinantis liturgijos poreikius, bet ir tinkamas gana plačiam koncertiniam repertuarui atlikti. Jų būklė gana gera. 1996 m. atliktas nedidelis remontas – pritaisytas geresnis elektros pūstuvas, oro spaudimo reguliatorius, sudėti registro Mixtur vamzdžiai, kurie buvo dingę. Liko neatstatyta manualo klaviatūra. Senąją klaviatūrą taisęs meistras išmetė, o jos vietoje nevalyvai įtaisė plastmasinę, panašią į sintezatoriaus klaviatūrą. Ji šimto metų senumo vargonuose atrodo kaip kičas.
Vienas seniausių paveikslų bažnyčioje – „Trakų švč. Mergelės Marijos“ atvaizdo kopija su sidabro skardos aptaisais, kabanti transepto kairiojo sparno altoriuje. Paveikslas ant drobės tapytas XVIII a. Jis gerokai nukentėjęs nuo grubaus „restauravimo“ – raižytas auksuotas paveikslo fonas uždažytas rudais aliejiniais dažais. Paveikslo pagrindas išsilenkęs, aliejinių dažų sluoksnis sutrūkinėjęs.