Kirken i Kirke Såby stammer fra 1100-tallet og blev da bygget af frådstenskvadre og havde oprindelig et tvillingetårn. Det gotiske våbenhus blev i slutningen af middelalderen udvidet mod øst med et kapel. Inde i kirken findes kalkmalerier fra flere perioder. Kirken hørte fra anden halvdel af 1600-tallet og frem til 1914 under herregården Aastrup.
Vægge og hvælv blev dekoreret med kalkmalerier fra forskellige perioder. En serie malerier i det sammenbyggede våbenhus og sydkapel stammer således fra ca. år 1500 og viser en sjælden, sammenhængende fremstilling af Sankt Katharinas helgenlegende. Fortællingen kulminerer i hovedpersonens martyrium, i dette tilfælde hendes halshugning, der eksekveres af en bøddel med et drabeligt tohåndssværd.
