Undenheim wird 766 n.Chr. erstmals in einer Schenkungsurkunde erwähnt. Die Kirche ist eine Wehrkirche und steht in einer Wehrmauer, von der noch Teile erhalten sind. Sie besteht heute aus dem gotischen Hochchor und dem Kirchenschiff, einer barocken Halle. Der Hochchor entstand wohl zur gleichen Zeit wie die Oppenheimer Katharinenkirche, also zwischen 1440 und 1460. Die Jahreszahl 1523 an einem Strebepfeiler gibt wohl die endgültige Fertigstellung an. Bauteile einer Renaissancekanzel sind im Zelebrationsaltar zu finden.

Geprägt ist die Kirche aber von neugotischen Kirchenfenstern, die 1907 gearbeitet wurden sowie dem neugotischen Hochaltar und den barocken Kunstwerken. 1767 wurden die Figuren des Nothelferaltars angeschafft, die eventuell aus dem 1716 geweihten Heiligenaltar der Mainzer Augustinerkirche stammen, gearbeitetet von den Brüdern Hirnle. Die Immaculatafigur des Nothelferaltars und die große Kreuzigungsgruppe stammen aus der Schule Martin Bitterichs und sind nach 1714 geschnitzt. Auch die Bankwangen im Ohrmuschelstil und die Grotesken sind im Stil des Frühbarocks gefertigt.

Die Gruppe mit der Heiligen Anna, die ihre Tochter Maria lehrt, die in der rechten Nische steht, stammt aus der Zeit um 1700. Der Taufstein stammt aus dem Jahr 1709. Die Sakramentsnische wurde 1740 eingefügt.

Die 9-registrige Orgel wurde 1907 von Michael Körfer, Gau-Algesheim, gebaut und 1927 überarbeitet. Sie steht in einem 1763 von Johann Kohlhaas gefertigtem barocken Eichenholzgehäuse.