Erwähnt wurde die Kirche in Penzlin erstmals 1273. Das jetzige Gebäude stammt aus dem 14. Jahrhundert; die frühgotische Südkapelle wohl bereits aus dem 13. Jahrhundert. Ab dem Jahr 1414 tritt das Adelsgeschlecht der Maltzahns in Penzlin in Erscheinung, die den Patronaten der Kirche bestimmen. Der Turm wurde nach einem Brand im Jahr 1725 bis zur Firsthöhe des Langhauses abgetragen.

Der heutige Glockenbestand umfasst fünf Bronzeglocken, von denen vier das Hauptgeläut bilden. Die drei Rinckerglocken und die Barockglocke hängen im Westturm, die Armsünderglocke im Dachreiter auf dem Ostgiebel. Vor dem Ersten Weltkrieg bestand das Geläut aus drei Barockglocken, welche unter anderem aus Neustrelitz und Rostock nach Penzlin kamen. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden drei Eisenglocken der Firma J. F.  Weule, Bockenem aufgehängt. Sie bildeten mit der übrig gebliebenen Barockglocke zusammen das Hauptgeläut. Die Eisenglocken ersetzten die vernichteten Barockglocken. Im Jahre 2014 konnten die Eisenglocken durch hochwertige Bronzeglocken ausgetauscht werden.