Im 18. Jahrhundert wurde die Ortskirche in mehreren Etappen umgebaut; 1730 wurde der Turm neu errichtet, 1761 seine Haube barockisiert und das Innere der Kirche verändert (Saalkirche mit Emporen, Vereinigung von Altar, Kanzel und Orgel in einer Achse); die Pläne - auch für das Pfarrhaus - stammen von dem Landbaumeister Johann David Steingruber. Die Kirche gilt seither als Musterbeispiel für die gesprengte Form einer "Marktgrafenkirche".
Die Anfänge der Kirche liegen im Dunkeln. Die erste urkundliche Erwähnung stammt aus dem Jahr 1306, doch muss es schon vor 1075 eine Kirche in Zirndorf gegeben haben. Die älteste Jahreszahl trägt der Turm, der 1412 an das mittelalterliche Langhaus angebaut wurde. Das Seitenschiff wurde um 1460 angebaut, der Chor 1510 nach Osten erweitert. Die Ausbauphasen der Kirche lassen sich an verschiedenen Stellen außen und innen nachweisen.
Die spätbarocke Saalkirche wurde anstelle eines Vorgängerbaus aus dem 14. bzw. der ersten Hälfte 15. Jahrhundert aus Quadermauerwerk von 1750 bis 1751 durch Johann David Steingruber im Markgrafenstil erbaut. Kurfürst Friedrich I. von Brandenburg stiftete für die der heiligen Cäcilie gewidmete Pfarrkirche den Cadolzburger Altar von 1420/25, der heute im Jagdschloss Grunewald in Berlin aufbewahrt wird. Die unteren Geschosse des Vorgängerbaus des achteckigen Kirchturms, der im südöstlichen Winkel von Langhaus und eingezogenem, dreiseitig abgeschlossenen Chor steht, blieben erhalten.
