Auf den ersten Blick fallen die unterschiedlichen Baustile der heutigen Kirche ins Auge. Als Nachfolgebau eines älteren Kirchengebäudes entstand im frühen 12 Jahrhundert eine romanische Kirche aus Stein. Davon sind noch die unteren Stockwerke des Turmes erhalten. Um 1400 wurde der Choranbau. die heutige Katharinenkapelle, angefügt. Zwischen 1777 und 1779 errichtete man anstelle des nach Osten ausgerichteten gotischen Langhauses einen um 90 Grad gedrehten spätbarocken Neubau. Die wertvollen Teile der barocken Ausstattung hat die Kirche der Auflösung zahlreicher Mainzer geistlichen Institutionen im Zuge der Säkularisierung zu verdanken. Die verwitterten Sandsteingrabmäler an der Außenseite der Kirche stammen vom ehemaligen Friedhof und wurden beim Bau des barocken Kirchenschiffs an ihren heutigen Platz gestellt.
Erstmals wird eine Kirche in Nieder-Olm 1167 erwähnt, als Pfarrkirche wird sie 1324 bezeichnet. Da sie allerdings St. Georg geweiht ist, lässt sich vermuten, dass es sich schon um eine Stiftung des Mainzer Bischofs Sidonius (565/566) gehandelt haben könnte.