Kyrkobyggnaden uppfördes 1928–29 i kvarteret Laxen i Gamlestaden som Gamlestadens kapell. Tillhörde den 1883 bildade Gamlestads församling. Den ritades 1925 av arkitekterna Ragnar Ossian Swensson och Harald Ericson. Kyrkan har ett brant valmat tak krönt med en smäcker spira. Exteriörens material är skiffer i varierande nyanser.
Fick nuvarande namn, Nylöse kyrka, år 1954. Då uppfördes även en klockstapel i trä målad i brunt. En inre ombyggnad utfördes 1974, då bland annat en sakristia tillbyggdes vid korets norra fasad. Ett nytt församlingshem uppfördes vid sidan om kyrkan år 2004. Det ersatte det äldre församlingshemmet som låg vid Holländareplatsen.
