Bygningsrester, påvist under gulvene, viser, at den usædvanlig store landsbykirke er en senmiddelalderlig afløser for en kirke af mere gængs form. Ombygningen skal utvivlsomt ses i sammenhæng med dyrkelsen af Sankt. Søren, hvortil kirken er viet (jfr. korbuebjælke) og valfarten til helligkilden syd for kirken. Initiativtageren til kirkens ombygning har øjensynlig været Roskildebispen Niels Skave, der med gavebrev 1489, kendt gennem afskrift ved Peder Dyrskjøt (1630-1707), skænkede to gårde til sjælemesser for sine forældre og søskende i den af ham byggede Sankt. Søren i Holmstrup. Blandt de i brevet nævnte slægtninge var broderen Herluf, biskoppelig lensmand på Dragsholm, og dennes hustru, Øllegård Valkendorf. At en ombygning har fundet sted ved denne tid omtales tillige i en sekundær og nu forsvundet indskrift, som meddelte, at »kirken repareret er 1492«. Under alle omstændigheder var den 1506 så velhavende, at den i lighed med en anden til Sankt. Søren viet valfartskirke, Kippinge på Falster.