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Holzheim mindestens seit der Römerzeit kontinuierlich besiedelt, wird zum ersten Mal genannt 893 im Güterverzeichnis des Klosters Prüm. Erzbischof Anno II von Köln schenkte um 1067 die Kirche und Besitzungen in Holzheim dem von ihm gegründeten Stift St. Georg in Köln. Seitdem waren die Stiftsherren Kollatoren der Kirche. 1550 wird berichtet, dass sie sich mit dem Grafen von Manderscheid-Blankenheim in der Kollatur abwechselten. Damals war Pfarrer Thomas van der Sleiden. Zum Kirchspiel gehörten Breitenbenden, Harzheim und Weiler am Berge. 1734 hatte die Pfarre 500 „Kommunikanten“. Bei der Einrichtung des ersten Bistums Aachen wurde das Eifeldekanat, zu dem bis dahin die Pfarre gehörte, aufgelöst und die kirchliche Zugehörigkeit der neuen staatlichen angepasst, an Stelle der Dekanate traten die Kantone, oder „Friedensgerichte“. Holzheim mit Harzheim, Vussem, Breitenbenden und Weiler wurden dem Kanton Gemünd zugeteilt. 1821 wurde bie der Organisation des wiedererichteten Erzbistums Köln die alte Bezeichnung Dekanat erneut benutzt. 1925 kam Holzheim vom Dekanat Gemünd zum neuen Dekanat Mechernich. Vorher schon waren 1857 Harzheim Pfarre und 1919 Vussem-Breitenbenden Pfarrvikarie geworden.
Von der 1607 erwähnten Kirche scheint der heutige Westturm zu stammen. In den folgenden Jahrhunderten hat man die Kirche anscheinend mehrfach umgebaut oder erweitert. Im 19. Jh. War sie nicht mehr ausreichend für die Pfarre. Als Pfarrer Damian Velder (1791-1861) und seine Verwandten einen großen Lotteriegewinn gemacht hatten, stifteten sie das Geld für eine neue Kirche. Sie wurde 1844 nach Plänen von Architekt Johann Peter Cremer gebaut, die Bauleitung hatte Baumeister Franz Matthias Plum, der schon vor J. P. Cremer einen Plan entworfen hatte. Am 21. September 1845 wurde die Kirche benediziert. Anschließend wurden Decke und der Ostwand, 1903 die übrigen Wände ausgemalt. 1972, 1975 und 1978 mußte die Kirche restauriert werden.
Rechteckiger Saalbau an den viergeschossigen Turm der alten Kirche angesetzt, hinter Triumpfbogenöffnung der Ostwand Chorjoch mit halbrunder, außen dreiseitig geschlossener Apsis, dahinter Sakristei. Die flache Decke ist in den quadratischen Feldern zwischen den Hängebalken polychromiert, das Chorjoch hat Holztonnengewölbe. Je fünf rundbogige Fenster mit Glasgemälden von Bertram Bardenheuer aus 1899. 200 Sitz- und 100 Stehplätze.