Byrum kirke er en af landets ældste kirker og en typisk landsbykirke  rødkalket med hvide blændinger, hvide strbeiller og kamtakkede gavle.

Den er bygget i Valdemarstiden omkring år 1200 i romansk stil. Den fremtræder nu i leghed med Vesterø kirke, som en af de få rødkalkede kirker i Danmark.

Læsø hørte i middelalderen ind under Vitskøl kloster, og det var kong Valdemar den Store, der skænkede klostret en fjerdedel af Læsø. Munkene byggede et kapel af store, brændte teglsten, kaldet munkesten, der dengang blev anvendt til kirkebyggerier.

Langhus og tårn er oprindelig opført af disse munkesten, men senere er der skalmurer adskillige steder med små  mursten (mod syd og øst). Selv om Byrum kirke er ombygget 3-4 gange, har den alligevel bevaret sin arkitektoniske stil.

Vitskøl kloster afhændede år 1320 sine rettigheder på Læsø til Viborg Domkapitel. Byrum kirke var en enhedskirke. Det vil sige, at den ingen sideskibe har. Selve kirkehuset - langhuset - er 35 m. langt, og det er et smalt kirkerum. Byrum kirke er den største af øens kirker og den eneste, der har hvælvinger gennem hele kirkerummet.

Der er seks krydshvælvinger og en tredelt hvælving i korpolygonen. Det trekantede kor er tilbygget i den sengotiske tid i 17- 1800 tallet.

Byrum kirke har haft sit nuværende udseende siden 1773. Efter sandflugten, der raserede Hals kirke og sogn fuldstændigt, så folk måtte flytte, kom menigheden til at høre under Byrum, indtil der i 1867 blev opført et kapel i Østerby. Det er siden blevet til Østerby kirke, hvorunder Hals sogn nu hører.