Alun perin Itäsalmeen eli Östersundomiin rakennettiin saariston asukkaita varten. Rukoushuone rakennettiin 1600-luvun jälkipuolella, mutta tarkka rakentamisajankohta ei ole tiedossa. Östersundomin rukoushuonetta kutsuttiin 1690-luvulta alkaen Östersundomin kappeliksi, vaikka Östersundom ei virallisesti ollutkaan saanut kappeliseurakunnan asemaa. Kappeliseurakuntaan kuuluivat 1600-luvun lopulla Sipoosta Itäsalmi, Granö, Talosaari, Gumböle ja Kärr sekä Helsingin pitäjästä hallinnollisesti Sipooseen kuuluneet Puotila, Vuosaari, Mellunkylä, Länsisalmi, Westerkullan kartano, Hakunila ja Sotunki.

Kappeli kärsi isonvihan aikana erittäin pahoja vaurioita ja pikkuvihan jälkeen 1700-luvun puolivälissä se oli niin huonossa kunnossa, että se täytyi purkaa. Uuden kappelin rakentaminen entiselle paikalleen alkoi vuonna 1753, ja rakennustyö valmistui seuraavana vuonna. Kappeli korjattiin perusteellisesti vuonna 1895, ja tuolloin se sai muun muassa uuden kellotapulin. Kappeli sai keskuslämmityksen vuonna 1912 ja sähkövalot asennettiin 1948. Kirkon urut on hankittu vuonna 1969. Vuonna 2003 kappelissa uusittiin sähköasennuksia ja se maalattiin sisältä. Samana vuonna kappelin nimi muuttui Östersundomin kirkoksi.

Kirkon alttaritaulu on vuodelta 1934 ja sen on maalannut Hjördis Nyberg. Votiivitaulu pohjoisseinällä kuvaa Kustaa II Aadolfia ja Kaarle XII:ta Kristuksen ristin juurella. Muu kirkossa oleva irtaimisto on saatu pääasiassa lahjoitusten kautta. Lehterikaiteen tussipiirrokset on tehnyt 1700-luvun jälkipuoliskolla Georg Christopher Killian.

Östersundomin kirkko siirtyi vuoden 2009 alusta Helsingin Mikaelin seurakunnalle Sipoon lounaisosien liittyessä osaksi Helsinkiä.