Eksta kyrka är en av de få gotländska kyrkor som i någon större omfattning har byggts om efter medeltiden. Det är enbart kyrkorna i Sproge och på Fårö som blivit ombyggda i motsvarande omfattning som Eksta kyrka. Kyrkan är i grunden medeltida: Tornet är från 1200-talet, liksom västra halvan av långhuset. Östra halvan av nutidens långhus är ett kor som byggdes omkring år 1300. Tanken var troligen att även bygga ett nytt långhus, vilket dock aldrig fullföljdes.
Eksta kyrka skadades svårt vid en brand på 1640-talet, och alla inventarier förefaller ha brunnit upp. Kyrkan reparerades på ett sätt som Bebyggelseregistret beskriver som ”nödtorftigt”, och nya reparationer genomfördes 1736, bland annat i form av en utvändig stödmur som stöttade triumfbågen.
Under perioden 1838–1840 genomfördes en större renovering och ombyggnad av kyrkan i nyklassicistisk stil, under ledning av kyrkoherden Pehr Wallgren. Långhus och kor byggdes samman till ett enda rum genom att triumfbågsmuren och korets valv revs ner, och korets yttermurar sänktes ner till samma höjd som långhusets för att de skulle kunna läggas under ett gemensamt yttertak. Sakristian från 1736 på korets nordsida revs helt och hållet, för att ersättas med en ny vid östra gaveln. Nya, stora fönster togs upp, och för att de skulle kunna arrangeras symmetriskt flyttades den gotiska korportalen en bit västerut. I samband med 1938–40 års ombyggnad köptes predikstol och altaruppsats (bägge från 1675) in från Össeby kyrka i Uppland. Det är möjligt att glasmålningsrutan från senare delen av 1200-talet köptes in samtidigt.
