Kościół z Gręboszowa został wzniesiony przez ewangelików ok. roku 1613. Fundatorem był ewangelicki baron Cyprian Kottuliński, ówczesny właściciel wsi. Patronat sprawował dwór ziemski w Gręboszowie. Zbudowany z modrzewiowych bali o konstrukcji zrębowej z dostawioną później od zachodu wieżą konstrukcji słupowej. Jeden z czterech występujących obecnie na Śląsku Opolskim drewnianych kościołów salowych, tzn. kościołów o typowo ewangelickim rozplanowaniu wnętrza - bez wydzielonego architektonicznie prezbiterium. Do ściany nawy od strony północnej przylega zakrystia i obudowane wejście prowadzące na empory. W 1653 roku kościół został przejęty przez katolików. Stało się to zgodnie z obowiązującą wtedy zasadą: "Cuius regio, eius religio" (czyj kraj, tego religia).
Wyznanie panującego obowiązywało także poddanych. Kościół był odnawiany kolejno w latach: 1816, 1854 i 1886. Po zbudowaniu obok nowego kościoła murowanego w Gręboszowie (1897-1899) kościół drewniany stał się kaplicą cmentarną. Z czasem przestał być używany i już przed drugą wojną światową był częściowo zrujnowany. W czasie II wojny światowej ówczesny ksiądz wikariusz założył dla młodzieży katolickiej świetlicę pod nazwą "Stary kościół" z siedzibą w kościele drewnianym.
Na wyposażenie kościoła składają się zarówno elementy wnętrza kościołów katolickich, jak i ewangelickich. Kościół z Gręboszowa, podobnie jak wiele innych na Śląsku, przechodził zmienne koleje losu, raz będąc w posiadaniu katolików, raz protestantów. Jednak raczej nie zdarzało się aby przejmujący kościół katolicy lub ewangelicy pozbywali się przedmiotów liturgicznych innego wyznania - najczęściej funkcjonowały one obok siebie, służąc raz katolikom, innym razem protestantom.
Jedynym, oryginalnym elementem wystroju wnętrza, przeniesionym wraz z kościołem, jest późnorenesansowa (z początków XVII wieku) ambona, zdobiona ornamentem okuciowym, wykonanym techniką szablonową.
Najważniejszym elementem wyposażenia kościoła jest ołtarz pod wezwaniem św. Katarzyny Aleksandryjskiej, pochodzący z Groszowic. Dzieło nieznanego artysty szkoły śląskiej utrzymane jest w stylu manieryzmu niderlandzkiego. Ołtarz w całości wykonany z drewna, polichromowany, złocony i srebrzony, zawiera płaskorzeźbione sceny z życia św. Katarzyny. Jak głosi łaciński napis umieszczony na gzymsie wieńczącym, ołtarz został wystawiony w 1632 roku przez Georga Skopka, opolskiego dostojnika kościoła katolickiego. Stojąca obok ołtarza XVIII-wieczna rzeźba przedstawia św. Jana Nepomucena, patrona spowiedników i tonących, wg legendy skazanego na śmierć przez utopienie za niewyjawienie tajemnicy spowiedzi. Obok figury świętego znajduje się XIX-wieczna loża kolatorska, będąca miejscem honorowym przeznaczonym dla kolatora, czyli opiekuna i dobroczyńcy kościoła.
Na ścianie zachodniej nawy kościoła znajduje się rzadko spotykane epitafia chłopskie z lat 1786-1882, pochodzące z ewangelickiej kaplicy cmentarnej z Ligoty Górnej k/Kluczborka, wszystkie poświęcone przedwcześnie zmarłym dzieciom. Na ścianach kościoła zawieszono również obrazy olejne i oleodruki, m.in. wizerunek św. Katarzyny, patronki kościoła z Gręboszowa.
W zakrystii znajduje się szafa na paramenty kościelne (przedmioty służące do celów liturgicznych) oraz szafa ubraniowa, obie bogato dekorowane malarskim ornamentem roślinnym.
Kościół otoczony jest drewnianym ogrodzeniem z bramą główną usytuowaną naprzeciwko wejścia w wieży oraz bramką boczną. Wokół kościoła znajdują się mogiły, skierowane na wschód, prezentujące dawne formy nagrobków, występujących na wiejskich cmentarzach Śląska Opolskiego. Mogiły obsadzone są barwinkiem i bluszczem. Przy nich znajdują się oryginalne żeliwne płotki z różnymi formami żeliwnych krzyży, rekonstrukcje różnych rodzai dawnych krzyży drewnianych oraz oryginalne nagrobki kamienne z cmentarza ewangelickiego z Ligoty Dolnej.