Balvu ezera krastā ap 1765.gadu Viļakas stārasta sieva Konstancija Hilzena dibināja pusmuižu. Pusmuižas apkārtne bija purvaina un grūti pārejama. Iedzīvotājiem bija grūti nokļūt Viļakā uz dievkalpojumiem. Cilvēki bieži nomira bez svētā vakarēdiena, tāpēc K.Hilzena uzcēla Balvos katoļiem koka baznīcu. Tad Balvi bija vēl neapdzīvota vieta un centrs skaitījās Verpuļevas sādžā. Dažos dokumentos šo baznīcu arī sauca par Verpuļevas baznīcu. Baznīcu uzcēla 1769.gadā un tā atradusies pretī tagadējai mūra baznīcai - kapsētā uz kalniņa. Sākumā to apkalpoja priesteri no kaimiņu draudzēm. Pirmais pastāvīgais prāvests bijis tikai no 1780.gada - Mārtiņš Šimanovskis. Viņa laikā ir celta tagadējā Balvu mūra baznīca. Ar viņa gādību to būvējis kunigaitis Jelagins, kas bijis Katrīnas II ministrs, un kuram piederējis gandrīz viss Ludzas apriņķis - Balvu, Liepnas, Viļakas, Baltinavas, Ruskulavas un Bēržu muižas. Baznīcas celšanai Jelagins devis līdzekļus un strādniekus. Prāvests Šimanovskis baznīcas celtniecības laikā bija Romā. Kad viņš atgriezās, baznīca jau bija gatava - tikai gan pēc pareizticīgo baznīcas parauga: ar kupolu virs baznīcas vidusdaļas. Vēlāk prāvests baznīcas priekšā uzcēla divus torņus, pie ieejas labajā tornī viņš izveidoja nišu savam kapam. 1809.gadā viņš tur apglabāts. Balvu baznīcu 1797.gadā Vissvētās Trīsvienības godam konsekrēja bīskaps Jānis Benislavskis.

Baznīca celta no vietējā ražojuma ķieģeļiem, baļķi vesti no Liepnas mežiem. Tie apstrādāti tikai ar cirvi un kaltu - bez zāģa un ēveles. Arī dēļi plēsti un tēsti ar cirvi. Pirmā baznīcas pārbūve notika jau pēc priekšējo torņu uzcelšanas. Tika aizmūrētas divas sānu durvis un izcirstas jaunas - sānos pie kreisā torņa. Vislielākā pārmaiņas baznīcā veica prāvests A.Rimovičs (1896.-1914.). Viņš izņēma sapuvušo koka grīdu un ielika tās vietā cementa flīžu, nojauca visus trīs mūra altārus un to vietā izgatavoja koka. Lielajā altārī atdarināja Viļņas Ostrobramas altāri, bet abos sānu altāros gotiskos darbus veikuši 8 vietējie galdnieki un kokgriezējs lietuvietis Ananaitis. No šā kokgriezēja arī Rimovičs iemācījies kokgriezēja mākslu. 1912.gadā prāvests iegādājās ērģeles un trīs zvanus.

Prāvests B.Skrinda 1914.-1923.gadā baznīcas priekšā uzcēla sarkanus ķieģeļu vārtus, pārbūvēja saimniecības ēkas un uzbūvēja pie vecās jaunu plebāniju. Pēc prāvesta A.Rimoviča pagāja 40 gadu, un baznīcā nekādi remonti nenotika. No 1953. gada līdz 1969. gadam Balvu prāvests bija  J.Svilāns. Viņš tūlīt sāka remontēt priekšējos torņus, ar dēļiem aizsita vaļējos 16 logus, ierīkoja durvis torņu vidū, tā radot mazu vējtveri pirms ieejas baznīcā. 1963.gadā tika pārsegts pilnīgi jauns jumts visai baznīcai.

Liels baznīcas restaurācijas darbs veikts 2002.-2005.gadā prāvesta Jāņa Bārtuļa laikā - aizmūrētas lielās plaisas, nostiprināti krusti torņos un kupolā, uzklāts jauns apmetums, nomainīti logi un durvis. No jauna uzbūvēta 9x9 metrus liela piebūve palīgtelpām, izveidotas jaunas kāpnes un bruģakmeņa celiņi, iekopts baznīcas dārzs. Baznīcā tika restaurēts vecais galvenais altāris un no jauna uzbūvēts priekšējais altāris

Balvu Romas katoļu draudzei un Jānim Bārtulim Valsts kultūras pieminekļu aizsardzības inspekcija piešķīrusi Kultūras mantojuma 2004.gada balvu nominācijā „Labākais kultūras pieminekļa saimnieks”.

2008.gada 28.septembrī notika Viņa Ekselences Rēzeknes - Aglonas diecēzes bīskapa Jāņa Buļa vizitācija Balvos. Viņš atklāja un iesvētīja Sakrālās kultūras centru. Sakrālā kultūras centra celtniecība prāvesta Jāņa Bārtuļa vadībā iesākās 2006.gada 23.maijā, kad tika iesvētīti ēkas pamati un tajos ievietoja kapsulu ar vēstījumu nākošajām paaudzēm. Centrā darbosies sakrālais muzejs, bibliotēka un fonotēka, lektorijs, izstāzu un konferenču zāle un informācijas birojs, kas sniegs ziņas par Latvijas tradicionālo kristīgo konfesiju sakrālo objektu atrašanās vietu, vēsturi, arhitektūru, mākslas vērtībām.

Bez tekstā minētajiem prāvestiem, Balvu draudzi apkalpoja S.Braginskis, Ā.Drikšnevs, D.Vilčevskis, J.Butkevičs, M.Razmovičs, M.Racevičs, A.Čamanis, I.Miškins, A.Ābeltiņš, J.Gavars, E.Kopeiks, J.Vaivods. Kopš 1993.gada - J.Bārtulis. 2014.gada 5.oktobrī ilggadējais prāvests Jānis Bārtulis dievkalpojuma apmeklētājus iepazīstināja ar jauno draudzes priesteri Mārtiņu Klušu, kurš kalpoja līdz 2022.gadam. Ar 21.augustu Balvu un Sprogu draudzei ir jauns prāvests Guntis Brūvers.