Năm 1793, khi Giáo xứ Cổ Việt được thành lập, hai cụ xin cho cộng đoàn Đồng Mây thuộc về xứ này, và nhận Thánh Phêrô làm quan thầy. Cuối thế kỷ XIX, giáo hữu Đồng Mây đã di chuyển nhà nguyện về tọa lạc khu vực Nhà thờ hiện nay.
Khi Giáo xứ Thân Thượng được thành lập (1888), Đồng Mây thuộc về xứ này; mãi tới năm 1911 thì Đồng Mây chuyển về xứ Đồng Quan.
Đến năm 1917, Nhà thờ được xây dựng với diện tích 250m2, dài 25m, rộng 10m, tháp chuông cao 20m, móng đá, tường gạch, giàn mái gỗ lim nhưng vẫn còn lợp rạ.
Năm 1925, bà con giáo dân đã lợp ngói, sửa lại tháp chuông và xây tiếp 5 gian quán cư bằng gỗ lim đối diện với cửa Nhà thờ. Năm 1991, xây thêm nhà giáo lý, đài Đức Mẹ, đúc quả chuông 250kg.
Ngày 4 tháng 1 năm 2007, giáo họ đã khởi công Nhà thờ mới với diện tích 650 m2 và khánh thành vào ngày 1 tháng 1 năm 2012,
Ngày 7 tháng 10 năm 2020, Giáo phận đã ban Sắc nâng Đồng Vân lên hàng Giáo xứ.
Bài: Sưu tầm & Biên tập