De style ogival, l'église est édifiée à la fin du XVe - début XVIe siècle. À l'occasion des guerres de Religion, en 1568, les reliques de saint Caradeu, jusqu'alors conservées à Donzy, sont transférées à Saint-Julien de Thury afin d'être mises en sécurité.
Mais ce qui fait le véritable trésor de Thury c'est l'arbre de Jessé scuplté dans le portail en 1521, il s'agit d'un exemplaire rare d'arbre de Jessé à 2 branches, branche royale et branche sacerdotale. Venez le découvrir !
Au XIXe siècle, elle reçoit quelques aménagements de style néo-gothique, notamment à la tribune, aux stalles et à l'autel, à l'est du bas-côté nord.
L'édifice est classé au titre des monuments historiques en 1970.
En 2005, l’Association « Les Amis de l’église » aménage dans la tour un musée exposant entre autres éléments des statues, un lutrin d’argent, don de Napoléon III, une châsse en bois doré de saint Caradeu et une collection d’archéologie lapidaire.
La chasse contenant des reliques de saint Caradeu est restaurée par la suite : une nouvelle bénédiction du reliquaire a lieu le 9 juillet 2017 en présence de quatre-vingt paroissiens
