Die UAOK wurde im Jahr 1918 nach der neu gewonnen Unabhängigkeit der Ukraine gegründet. Die Erste Kirche wurde im Jahr 1920 erbaut und im Folgejahr wurde Wassyl Lypkiwskyj (1864 – 1937) als Metropolit ernannt. Die Anerkennung vom Patriarchat in Moskau fehlte jedoch, und Wassyl wurde duch Handauflegen von anderen Priestern geweiht. Dies wiederspricht der Praxis des Orthodoxen Glaubens und die Anerkennung der UAOK durch andere orthodoxen Kirchen fehlte. Im Jahr 1937, nach der Vertreibung mehrer Geistlicher während turbulenter Zeiten in der Ukraine, hörte die Kirche erstmals auf zu bestehen.

Im Jahr 1941 wurde die autokephale ukrainische Kirche erneut aufgebaut. Die neu gegründete UAOK spaltete sich aus der Polnisch-Orthodoxen Kirche ab. In den Folgejahren wurde die Kirche und ihre Angehörigen erneut verfolgt und zur Flucht gezwungen. Die Auswanderung in westliche Staaten als auch nach Australien führte zur Etablierung der Kirche im Ausland. Besonders in den USA verbreitete sich die Kirche durch eine grosse Diasporabevölkerung.

Durch die Vereinigung der ausländischen Eparchien wurde die UAOK im Jahr 1990 erneut aufgebaut. Zwei Jahre später vereinigte sie sich erstmals mit der Ukranisch-Orthdoxen Kirche (Kiewer Patriarchat). Nach dem Tod des damalig leitenden Patriarchaten trennten sich die Kirchen jedoch bereits nach einem Jahr. Im Jahr 1995 lösten sich auch die ausländischen Eparchien von der UAOK und unterstellten sich dem Ökumenischen Patriarchat von Konstantinopel.

Im Jahr 2018 schloss sich die UAOK mit der Ukrainisch-orthodoxen Kirche (Kiewer Patriarchat) zur Orthodoxen Kirche der Ukraine zusammen. Zuvor hatte die UAOK seit 2015 keine leitenden Metropoliten mehr ernannt.

Die UAOK war in 14 Eparchien und 1048 Gemeinden organisiert.

Im Jahr 2016 nannten etwa 1.6% der Bevölkerung in der Ukraine eine Zugehörigkeit zur UAOK.