Kościół wybudowano w 1663 staraniem ks. Jana Wolsztyńskiego.
Kościół jest drewniany, oszalowany, zwrócony prezbiterium na zachód. Zbudowany na planie prostokąta, od wschodu znajduje się niewielka wieża z kruchtą w przyziemiu.
Od północy znajduje się zakrystia z muru pruskiego. Wnętrze kościoła kryte jest stropem. Chór muzyczny wsparty jest na dwóch słupach. Kościół posiada dach trzyspadowy, wieżę z zadaszeniem, zwieńczoną dachem krytym blachą.
Polichromia wnętrza kościoła pochodzi z 2 poł. XVIII w., na stropie pośrodku przedstawienie Koronacji Matki Boskiej przez Boga Ojca i Chrystusa na ścianach bocznych znajdują się iluzjonistycznie namalowane ołtarze.
Ołtarz główny złożony z mesy, nad którą umieszczony jest w akantowej ramie obraz św. Walentego z księdzem (zapewne fundatorem ks. Janem Wolsztyńskim) z ok. 1663 roku.
W kościele są dwa ołtarze boczne o namalowanej iluzjonistycznie architekturze z kolumienkami i zwieńczeniem: w prawym obraz Zesłanie Ducha Świętego i Anny Samotrzeć z XVIII w., w lewym obrazy Matki Boskiej Pocieszenia z 2 poł. XVIII w., i św. męczennika z XVIII w.
Do cenniejszych dzieł upiększających świątynię należą: obraz Koronacji Matki Boskiej z 1654 roku sygnowany podwójnym krzyżem z kotwicą, krucyfiksy z XVIII w. i 1 poł. XIX w oraz barokowo-ludowa figura Chrystusa Frasobliwego.
Dzisiejszy kościół stoi na miejscu wcześniejszej świątyni z 1426 roku, której fundatorem i pierwszym proboszczem był ks. Paweł Drzeński z Grodziska. Wraz z kościołem założony został także szpital z fundacji ks. Pawła Drzeńskiego.
Kościół z probostwem i szpitalem erygował 6 października 1426 administrator diecezji poznańskiej kanonik Mikołaj Kicki.
Obok świątyni stoi pomnik poświęcony poległym i pomordowanym w 1848 r. grodziskim kosynierom.
Kościół pw. Ducha Świętego jest kościołem filialnym Parafii pw. św. Jadwigi.
62-065 Grodzisk Wielkopolski, Polska