Yli-Iin seurakunta perustettiin vuonna 1917. Aiemmin seurakunnan kylät Pirttitörmä (Jakkukylä), Tannila ja Karjalankylä olivat kuuluneet Iin jo keskiajalla perustettuun emäseurakuntaan. Ensimmäinen oma kirkko oli läheisestä maalaistalosta vuokrattu pirtti, Niemelän pirttikirkko, joka oli käytössä vuosina 1923–32. Niemelän talo on edelleen olemassa, mutta talon päädyssä sijainnut pirttiosa on purettu. Paikalle on pystytetty muistomerkki.
Yli-Iin nykyisen kirkon suunnitteli arkkitehti Yrjö Sadeniemi. Suunnilleen samoilla piirustuksilla on rakennettu myös Pelkosenniemen ja luovutetun alueen Suojärven luterilaiset kirkot. Yli-Iin päätytornilla varustettu puukirkko edustaa uusklassista tyyliä.
Ristiinnaulittua Kristusta esittävä alttaritaulu on oululaisen taiteilijan Aukusti Koiviston maalaama, ja se muodostaa triptyykin keskuksen. Samaan kokonaisuuteen kuuluvat molemmissa alttari-ikkunoissa taiteilija Veijo Murokkeen valmistamat lasimaalaukset Lupaus (luominen) ja Kaipaus (Psalmi 42), joiden raamatulliset aiheet on sijoitettu yli-iiläiseen maisemaan.
Nykyiset 12-äänikertaiset kuoriin sijoitetut urut ovat sotkamolaisen Tuomen urkutehtaan (1984) rakentamat.
Vuosina 1999–2002 kirkossa tehtiin perusteellinen ulko- ja sisäremontti. Parhaillaan (vuonna 2003) ovat valmisteilla tekstiilitaiteilija Raija Rastaan suunnittelemat ja yli-iiläisen käsityötaiteilijan Asta Siuruan yhdessä Suomen Käsityön Ystävien kanssa toteuttamat kirkkotekstiilit. Niissä on käytetty uutena valmistustapana huovutustekniikkaa.
Kirkon lähellä on sankarihautausmaa, jossa on 109 yli-iiläiselle sodissa kaatuneelle muistomerkki. Yli-iiläinen pastori Eino Kuusela jäi sotavangiksi jatkosodan alussa Kiestingissä. Hänen muistokseen paljastettiin läheisessä seurakuntatalossa vuoden 2002 itsenäisyyspäivänä kuvanveistäjä Niilo Rikulan valmistama rintareliefi. Seurakuntatalossa on myös sankarivainajien yhteinen muistotaulu. Yli-Iin Hökänrannalla syntyneen seppä Jaakko Högmanin syntymäpaikalle on pystytetty muistokivi laattoineen.
Kirkon lähellä päätien varrella sijaitsee kirkonkylän hautausmaa. Jakkukylässä ja Tannilassa on omat sivuhautausmaat.
Vanha kirkko
Näen silmissäni tumman matkasaaton,kun koittaessa jälleen pyhän juhla-aatonse kylistänsä kaukaa kirkkoon kiiruhtaaja hartain mielin sinne kaipaa, halajaa.Kellot soittaneet on sanomaa niin monta,se suruakin suurta säesti sanatonta,kun morsiusparin uuden liiton kunniaanyt helkkää kellot, kansa iloitakin saa.Kuka unohtaa voi sodan raskaat ajat,se kultaviljan kaatoi, sorti uljaat majat,ja muistomerkit, ristit taajat sankareinnyt isänmaata kastoi, siunaa kyynelein.Vanha kirkkomme on ollut äiti meille,se lohdun, turvan antoi sukupolvein teille,sen uskosta taas lapset, vanhat, nuoretkinvoi saada voimaa siirtää vaikka vuoretkin.Kiitos holvistoissa kaikuu, urkuin ääni,kuin taivaan juhlavirteen yhdyn, nostan pääni.On sunnuntai, rauhaa pyhää tunnelmaataas vanhan kirkon malmi kaikuu, kumajaa.Toivo Hyyryläinen 25.01.2003