Pirmoji bažnyčia Pavandenėje dėka F. B. Okmianskio fundacijos pastatyta 17 a. pr. Kaip senoji bažnyčia atrodė nėra žinoma, tačiau, kaip manoma, ji mažai pakitusi išstovėjo iki pat 19 a. pr. kuomet jau apgriuvusi bažnyčią perstatyta. Darbus inicijavo tuo metu Pavandenėje tarnavęs klebonas Pranciškus Gailevičius. Bažnyčios tvarkybą parėmė ne tik parapijiečiai, bet ir Žemaičių stalininkas Antanas Gedgaudas. Perstatant bažnyčią paliktos senosios bažnyčios sienos iki langų kas rodo, jog planas nebuvo pakeistas. Tvarkybos darbai baigti 1802 m., tačiau jau 1820 m. reikėjo remontuoti stogą. To meto vizitaciniame bažnyčios akte rašoma, kad didysis bažnyčios altorius skirtas Šv. Onai, todėl ir Pavandenės bažnyčiai suteiktas Šv. Onos vardas. Kiti dideli bažnyčios pertvarkymo darbai sekė 1912-1913 m., kuomet pastatas įgavo dabartinį vaizdą.
Kompaktiško tūrio, stačiakampio plano, dvišlaičiu stogu dengti Pavandenės maldos namai išsiskiria siaura penkiasiene presbiterija su platesniu trišlaičiu stogu, suformuojančiu įdubas. Pagrindinis bažnyčios akcentas – masyvus bokštas iškeltas virš pagrindinio fasado frontono. Dviejų tarpsnių aštuonkampis bokštas su įmantriu šalmu užbaigtas kaltiniu kryžiumi su vėtrunge vaizduojančia trimituojantį angelą. Neobarokinis bokštas bažnyčią papuošė per 1912 m. rekonstrukciją, kuomet buvo nugriauti senieji bokštai. Pagrindinis fasadas turi klasicistinės architektūros bruožų. Aukštą frontoną atskirtą nuo pagrindinio fasado stoginėliu puošia klasicistiniai stačiakampiai langai su sandrikais. Ant žemo akmens mūro pastatyta bažnyčia apkalta vertikaliomis lentelėmis. Pastato vertikalumą taip pat pabrėžia lygiagrečios sienojų sąvaržų poros. Halinio tipo bažnyčia trinavė, vidaus erdvę skaido lėkštomis arkomis sujungti stulpai su aukštais pjedestalais. Pagrindinė dalis nuo prienavio atskirta medine siena, virš prienavio suformuota patalpa chorui su vargonais. Interjeras dažytas šviesiais melsvais, gelsvais atspalviais, įrengti 5 neobarokiniai altoriai.
Netaisyklingo ovalo formos šventorius aptvertas neaukšta akmens mūro tvora. Trijų dalių mūriniai arkiniai vartai su keturkampiais bokšteliais pastatyti 1974 m. Šventoriuje – 14 mūrinių kryžiaus kelio koplytėlių. Ant betoninio cokolio pastatytos koplytėlės užsibaigia keturšlaičiais stogeliais su kalvio darbo saulutėmis. Bažnyčios varpinė taip pat medinė, aštuonkampė, pastatyta ant neaukšto akmens mūro pamato. Priekinėje varpinės dalyje pristatytas prieangis. Statinį dengia aštuonkampis skardinis stogas. Atokiau nuo bažnyčios stovi medinis sandėlis su keturių kolonų portiku.
Pavandenės bažnyčia ir varpinė - Pavandenės Šv. Onos bažnyčia, 4609, Pavandenė, Varnių seniūnija, Telšių rajono savivaldybė, Telšių apskritis, Lietuva
