Strå kyrka ligger på Vadstenaslätten mellan Tåkern och Vadstena. Kyrkan har rektangulärtlånghus med sakristia vidbyggd på norra sidan. Västtornet, vars nedre del härrör från medeltiden, är något förskjutet åt söder och kröns av en huv med lanternin. Fasaderna är vitputsade.
År 1545 var det nära att den hade rivits för att lämna byggnadsmaterial till Vadstena slott, som började byggas detta år. När tecknaren och fornforskarenElias Brenner besökte kyrkan år 1670 fanns ett vapenhus med pulpettak på södra sidan av långhuset. Sannolikt tillbyggdes kyrkan under senmedeltid eller 1600-talet mot norr, varvid tornet kom att få en asymmetrisk placering vid västgaveln. I början av 1700-talet raserades kor och absid och kyrkan förlängdes med full bredd österut. När sakristian kom till är okänt.
Carl Fredric Broocman berättar i mitten av 1700-talet: "Kyrkan står på Krono grund, en half mil ifrån Wadstena, och är upbyggd af huggen Kalksten til 25 och en half alns längd och 14 alnars bredd, med en tilbyggnad å Norra sidon, som uti urminnes tid gjord är: men å Östra ändan öktes Kyrkan wid paß år 1703, hwarigenom hon fått then längd, som hon nu har. Under Taket är Kyrkan panelad med bräder. Dess Altartafla, af Bildthuggare-Arbete, afbildar i synnerhet Christi Korßfästelse, med Mosis bild å högra, och Johannis bild med ett Lamb mellan fötterna å wänstra sidon. År 1743 är hon köpt för 1100 Dal. K:mt, tå Församlingen gaf thertil 500 Dal., och togos 600 Dal. utur Kyrkons Cassa. Prädikstolen med Bilder är wäl något gammal, men blef år 1746 å nyo målad och förgyld, hwartil 100 Dal. 24 öre K:mt anwändes af Kyrkons medel. [...]
Wid Kyrkon är wäl ett wackert Stentorn, hwaruti Klockorna hänga; men i brist af förmögenhet är ännu ingen Spets uprest öfwer Tornet, utan allenast ett Tak af bräder lagdt. Then större Klockan är aldraförst stöpt år 1642, men för en remna skul omstöpt år 1748, tå följande Rim sattes på henne:
Jag kallar med mitt ljud,
Hur tu rätt wandra bör
Kom Christen, Gud til ära,
Til Himlens sälla Borg,
Kom, hör och gjöm hans bud,
Ther tu i ewighet
Som tig kan wisa, lära,
För glädje uthan sorg."
År 1771-1772 erhöll tornet en grövre utformning och kröntes med huv och lanternin. Tidigare fanns det en stenhuv. Tio år senare reparerades kyrkan, varvid man lade in ett nytt golv och byggde en läktare. Under första hälften av 1800-talet borttogs vapenhuset vid sydväggen och en ny portal öppnades från väster via tornet. År 1864 fick kyrkan sitt förmodligen första orgelverk. På östra gaveln uppsattes år 1908 två gravhällar, som tidigare legat inne i kyrkan.
År 1908 reparerades kyrkan utan vederbörligt tillstånd, varvid man bl.a. ändrade predikstolen och tog upp två gravhällar ur kyrkgolvet och murade in dessa i östra ytterväggen.
Gravhällar för kornetten Bengt Persson Swan och hans hustru, resp. kaptenlöjtnanten Mårten Håkan Swan och hans hustru, uppsatta på kyrkans östra gavel.
Fragment av byggnadsdetaljer från kyrkans uppbyggnad, såsom pelare, kapitäl och pelarbaser av kalksten.
Elias Brenner: Teckningar av kyrkor i Östergötland (1669-1673), återutgivna av Gunnar Rörby, Skänninge 1982.
Carl Fredric Broocman: Beskrifning Öfwer the i Öster-Götland Befintelige Städer, Slott, Sokne-Kyrkor .... Tryckt i Norrköping hos Johan Edman år 1760 / G. Ekströms förlag 1993.
Sveriges bebyggelse – Statistisk-topografisk beskrivning över Sveriges städer och landsbygd - Landsbygden del V, sid. 562, utgiven 1948.
Kontraktsprost Gunnar Lindgren (red.kommitté): Linköpings stift i ord och bild, Iduns tryckeri, Stockholm, 1949.
Yngve Aldhagen: Östergötlands kyrkor, Noteria förlag, Klockrike, 1981, ISBN 91-85694-14-2.