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Der Ort war, wie seine Umgebung, schon früh besiedelt. Zur Merowingerzeiot muss hier ein Königsgut gewesen sein, Theuderich III. (673-691) soll seine Güter dem Kloster St. Maria in Soissons geschenkt haben. Im Prümer Urbar aus dem 9. Jh. ist von Hof und Wald in Harlesheim die Rede. 1105 erhielt das Stift Münstereifel durch Erzbischof Friedrich von Köln (1100-1131) den Zehnten zu Harlevesheim. Das Patronat über die Kapelle Harzheim unter der Mutterpfarre Holzheim hatten bis 1439 die Besitzer des Hauses Harzheim. Grundherr war das Stift Münstereifel. 1550 bediente ein ehemaliger Minderbruder Peter von Maaseik die Kapelle. Das Stift St. Georg in Köln und der der Graf von Manderscheid hatten abwechselnd das Kollationsrecht. Seit dem 18. Jh. bemühte man sich um mehr Unabhängigkeit von Holzheim. Das Recht Taufe zu spenden, Trauungen vorzunehmen und zu beerdigen, muss die Kapelle um 1779 erhalten haben. Doch ist das nach Beginn der französischen Herrschaft wieder verlorengegangen. Erst am 22. Februar 1857 wurde Harzheim Pfarre im Dekanat Gemünd und kam 1925 zum neuen Dekanat Mechernich.
Im 18. Jh. wurde an die Stelle einer gotischen Kapelle ein Bruchsteinbau gesetzt. Nur der Turm blieb erhalten, in ihm eine Glocke aus 1737, die 1954 verkauft wurde. Im 19. Jh. baute man an diese Kapelle eine Sakristei an. 1897/98 wurde an anderer Stelle eine neue Kirche gebaut nach Plänen von Theodor Kremer, Köln. Er ließ das gotische Wandtabernakel aus der alten Kirche in die neue einbauen. Die alte Kirche wurde abgerissen, die Sakristei blieb erhalten als Friedhofskapelle. Später legte man auch noch den Turm der alten Kapelle nächtlicherweile nieder. Die feierliche Weihe der neuen Kirche war am 1. August 1906. 1957 wurde die Kirche ausgemalt, 1961 und 1985/86 instandgesetzt.
Einschiffige Bruchsteinkirche, kreuzrippengewölbt, vier Joche, Chorjoch und fünfseitig geschlossener Chor, rechts und links an Chorjoch Sakristeien. Vorgebauter dreischossiger Turm mit Treppenturm an der Nordseite. 130 Sitz- und 100 Stehplätze.