První písemná zmínka o existenci kostela doudlebského pochází z roku 1143, kdy prameny dokládají, že v Doudlebech existovala fara. Původní budova byla patrně dřevěná. Nejstarší gotická část nynějšího chrámu je dnešní sakristie a kněžiště, jež pocházejí ze 14. století. Sakristie i presbytář mají gotické křížové klenby, ve stěnách kněžiště se na pravé straně zachoval gotický sanktuář z konce 15. století (místo pro uchování svátosti oltářní) a vlevo gotické sedile (výklenek ve stěně, určený k sezení a opatřený lavičkou). V sakristii byly v roce 1903 objeveny a odkryty starobylé fresky, které představují Narození Páně a další výjevy z života Krista a Panny Marie a pocházejí z doby okolo roku 1350. Chrámová loď byla přistavena na konci 15. století. Její dnešní plochostropá podoba pochází z let 1708-1709, kdy byla podle návrhu architekta Pavla Bayera a za finanční podpory knížete Adama Františka ze Schwarzenberku provedena také stavba věže. Bayerovým stavebním polírem byl Petr de Maggi.Dnešní podoba kostelních oltářů i dalších obrazů a soch je barokní a pochází převážně z první čtvrtiny 18. století.

K jeho nejvzácnějším památkám patří obraz Panny Marie (Doudlebské madony). Kopie obrazu se nachází na hlavním oltáři, kam byl přenesen v roce 1702. Levý boční oltář je zasvěcen sv. Boží rodině a byl dokončen v roce 1716. Hlavní obraz na něm představuje sv. Vincence. Pravý boční oltář z roku 1720 je zasvěcen sv. Barboře. Hlavní obraz na něm představuje tuto světici jako patronku šťastné smrti, nad ním visí obraz sv. Anny. V chrámě je křtitelnice z červeného mramoru, kterou kostelu daroval stavitel Pavel Ignác Bayer roku 1709. V levém koutě kostela je ve zdi zasazeno několik náhrobních kamenů, které dříve kryly kostelní krypty. Z dřívějšího vybavení chrámu se dochovalo šest velkých obrazů z roku 1494, jež dnes se nalézají v Alšově jihočeské galerii na Hluboké nad Vltavou.

V roce 1989 vznikl uprostřed presbytáře nový oltář, aby mohl být podle nařízení druhého vatikánského koncilu kněz při sloužení mše obrácen čelem k lidem. K jeho postavení bylo využito kamenných dílů bývalé oltářní mřížky, jež předtím oddělovala kostelní loď od kněžiště.Na věži visí velký zvon pořízený roku 1876 v německém Bochumu ve váze 600 kg a malý zvonek „umíráček“. Na jižní straně chrámové lodi se nalézají sluneční hodiny s postavou P. Marie, dnes již velmi zašlé. Dnešní věžní hodiny jsou na věži od roku 1964, kdy byly odkoupeny od Krajského ústavu národního zdraví České Budějovice a opraveny v závodě Elektročas Praha, podle přání Vojtěcha Sovy ze Straňan, který na jejich koupi odkázal své celoživotní úspory.