Al in het jaar 1254 werd er in de oorkonde ‘de ecclesia in Bornde’ aangegeven dat er in het buurtschap Katlijk een kapel staat. Deze behoorde tot het klooster van Nes. Er zijn geen overblijfselen van deze kerk aangetroffen. In 1525 kreeg het buurtschap Katlijk de huidige stenen kerk, waarmee het ook dorpsrechten verkreeg. De kerk ligt op een hoog terrein, dat een restant is van een natuurlijke kop van het hoogveen.

In 2025 is 500 jaar kerkdorp uitgebreid gevierd, met de Thomastsjerke als jubilerend middelpunt. De Thomastsjerke is in eigendom van de Stichting Alde Fryske Tsjerken. Het beheer van de Thomastsjerke is in handen van de plaatselijke commissie.

De Thomastsjerke is één van de drie kerken van de Protestantse Gemeente De Tjongervallei. Een aantal keren per jaar wordt in Katlijk de kerkdienst gehouden.