Wieś Radzanowo nadana Falisławowi przez Wacława, księcia płockiego, należała do dóbr stołowych książęcych. Była gniazdem rodziny Radzanowskich, potem przeszła w ręce Niszczyckich, Kossobudzkich, Krasińskich, Lasockich, Kobylińskich i Hołyńskich.
Parafia powstała prawdopodobnie w XIV w., choć pierwsza wiadomość pochodzi dopiero z 1448 r. Być może fundatorem parafii był Paweł z Radzanowa, chorąży warszawski, a potem płocki, bądź Chwalisław, podkomorzy płocki. W połowie XV w. zbudowano z fundacji Sasina z Radzanowa murowany kościół z wieżą. Z wizytacji odbytej w 1599 r. wiadomo, że murowany kościół pod wezwaniem św. Katarzyny i Doroty był konsekrowany. Wskutek zaniedbań w XVIII w. zawaliła się wieża i obniżono koronę murów kościoła, a w 1776 r. dach pokryto gontem. W 1816 r. wzmocniono ściany i w tym stanie obiekt istniał do połowy XIX w.
Obecny neogotycki kościół murowany z cegły został wzniesiony w latach 1859 – 1861, według projektu i pod kierunkiem architekta Antoniego Arkadiusza Chmielińskiego, z funduszy małżonków Kobylińskich, staraniem Marii i Stefana Hołyńskich. Generalnie remontowany był w 1908 r., a w latach 1968 – 1969 przeprowadzono remont samej wieży. W 1991 r. kościół otynkowano, a w 1993 r. odnowiono polichromię.
Świątynia wyposażona jest w ołtarz główny eklektyczny z końca XIX w. oraz dwa ołtarze boczne wykonane w tymże stylu. W podziemiach kościoła spoczywają prochy rodziny fundatorów m.in. gen. Floriana Kobylińskiego.
W czasie okupacji, od 1941 r. kościół był zamknięty.