Kyrkan är byggd ca 1250. Man tror att det är munkarna i Åskloster som låg bakom byggnationen. Kyrkans senaste renovering gjordes 1997.
Stråvalla kyrka är medeltida i romansk stil.
Den är byggd i natursten, och dess fasader är vitputsade. Kyrkan har ett sadeltak klätt med enkupigt taktegel och nockpannor.
I öster finns en vindflöjel daterad 1671.
Hängrännor och stuprör är av koppar. Klockstapeln från 1739 är fristående och av trä, vitmålad och åttakantig.
Kyrkan har ett långhus med korabsid.
I norr finns en sakristia som är tillbyggd senare.
Sakristians tak är till skillnad från själva kyrkans klätt med koppar.
Entrén till kyrkan finns i väster. Porten är något indragen från fasaden.
Fönstren är rundbågade och sitter i slätputsade nischer. Den finns även en dörr till kyrkan vid koret i söder.
Ovanför dörren finns ett fönster och en skylt med texten "LOV 1671"
1872 övermålades innertaket och alla takbjälkar utom två sågades bort.
Väggarna är försedda med medeltida kalkmålningar som togs fram vid en restaurering 1964.
Samtidigt togs takmålningar fram som utförts cirka 1789.
Kyrkans förnämsta prydnad är de för Halland unika väggmålningar från 1520.
På läktarbarriären finns målningar av Jesus och apostlarna, utfört på 1600-talet.
Predikstolen kommer från mitten av 1700-talet.
Stråvalla kyrkas dopfunt är från 1200-talet och förvaras på Statens historiska museum (SHM). Utlånad från SHM till Hallands kulturhistoriska museum i Varberg. Kyrkan har i stället en dopfunt från 1300-talet.
Triumfkrucifix i rik blomomfattning är tillverkat av Erik Nilsson, Harplinge.
Nuvarande orgel är tillverkad 1980 av Tostareds orgelbyggeri.