Die Kirchengemeinde Holtenau entstand während des Kanalbaus als es auch in Holtenau Arbeiterbaracken mit einen "Kanalbaracken-Geistlichen" gab. Im Juni 1895 wurde die Kirchengemeinde Holtenau mit den Gutsbezirken Knoop, Stift und Projensdorf gegründet. Es folgte damit die Lösung von der Kirchengemeinde Dänischenhagen, deren Friedhof noch bis 1899 benutzt wurde. Bis 1897 fanden die Gottesdienste in der Holtenauer Schule, dann in der Dankeskirche statt.

Die Dankeskirche wurde in den Jahren 1896/97 auf einem freien Feld oberhalb der Kanalmündung errichtet. Ihr Name bezeugt die Dankbarkeit für das gelungene Kanalbauunternehmen. Der Kaiser übernahm die Hälfte der Bausumme.

Der ehemalige Turm (52 m Höhe) mußte 1935 wegen des Flugplatzes durch einen gedrungenen (26 m Höhe) ersetzt werden. Ursprünglich war der hohe Turm für Besucher gesperrt, da er Einblick auf das Fort Holtenau gewährte.

Während des Zweiten Weltkrieges wurde auch die Dankeskirche nicht verschont und im Jahre 1940 durch eine Luftmine beschädigt, wobei das Altarfenster zerstört und anschließend zugemauert wurde. Verschiedene Geistliche übernahmen während der Kriegsjahre ihr Amt in Holtenau, manchmal nur für wenige Monate, was eine kontinuierliche Gemeindearbeit zusätzlich erschwerte. Von den 1933 installierten Bronzeglocken mit den Namen “Glaube”, “Hoffnung” und “Liebe”, die die alten Stahlglocken ersetzten, wurden die beiden ersten Glocken während des Krieges eingeschmolzen. Obwohl diese Glocken für die Kirchengemeinde gegossen worden waren, teilten sie – ebenso wie die Messingkronleuchter der Kirche – so das selbe Schicksal des Kaiser-Wilhelm-Denkmals auf dem Leuchtturmhügel.

Während des Zweiten Weltkrieges wurde das ehemalige farbenfrohe Fenster hinter dem Altar durch eine Luftmine zerstört.