Die Reformation war ab dem Jahr 1545 in den kurpfälzischen Gebieten in vollem Gange und bis 1556 war auch der Großteil der Gemeinde in Wörrstadt reformatorisch. Damit wurde auch die Laurentiuskirche durch die reformatorische Gemeinde genutzt. Der Ausbruch des Dreißigjährigen Krieges sorgte für schwierige Religionsverhältnisse im rheinhessischen Gebiet, da sich die Bevölkerung der Religion des jeweiligen Herrschers anpassen musste. Im Laufe des Krieges änderte sich dadurch nicht nur die Herrschaft, sondern auch die Konfession der Bevölkerung mehrfach. Um das Jahr 1624 wurde die Mauer um die Kirche und den Kirchhof zu einer Befestigungsanlage ausgebaut, die der Bevölkerung Schutz bei möglichen Überfällen bieten sollte. Heute sind von dieser Befestigung nur noch Reste eines Turmes erhalten.

Nach mehreren Konfessionswechseln im Zuge der Kriege des 17. Jahrhunderts stand die Laurentiuskirche im 18. Jahrhundert erneut im Zentrum anhaltender religiöser Streitigkeiten. So ermöglichten französische Truppen im Pfälzischen Erbfolgekrieg (1688 – 1697) den Wörrstädter Katholiken gegen den Willen der reformierten Gemeinde die Nutzung des Gotteshauses. 1714 traten die Streitigkeiten erneut auf, als der französische Oberst Kleinholz mit seinen Soldaten die Kirche besetzte und dem katholischen Pfarrer aus Spiesheim ermöglichte einen katholischen Gottesdienst zu feiern. 1718 wurde die Kirche erneut durch Soldaten besetzt und ein katholischer Gottesdienst gefeiert. Als die Soldaten die Kirche und den Kirchhof verschlossen vorfanden, brachen sie alle Türen auf und verprügelten die Einwohner*innen, die sich auf dem Kirchhof verschanzt hatten. Dabei wurden fünf Männer gefangen genommen und in Mainz für drei Monate eingesperrt. Erst der Bau der katholischen Kirche 1836, die ebenfalls dem Heiligen Laurentius geweiht wurde, beendete den langjährigen Streit um die Simultannutzung der alten Laurentiuskirche.

1759 wurde die Orgel der evangelischen Laurentiuskirche von den Gebrüdern Stumm erbaut. Sie ist mit 29 Registern die größte Stumm-Orgel in Rheinhessen und zählt zu den größten historischen Orgeln der Landeskirche. 1819 schlug ein Blitz in den Kirchturm ein, woraufhin der Turm abbrannte und die Kirche beschädigt wurde. Noch im selben Jahr begann die Gemeinde mit dem Wiederaufbau der Laurentiuskirche. Dabei wurde jedoch die alte Form des Kirchturms nicht wieder hergestellt, sondern die Höhe des Turms verringert und auf die vier schmückenden Ecktürmchen verzichtet. Auch der alte Chor soll reicher geschmückt gewesen sein als der heutige. Die Wiederherstellung von Turm und Kirche wurde in den folgenden Jahren abgeschlossen. Die Reparatur der Stumm-Orgel übernahm der Orgelbauer Grosch aus Partenheim. 1822 wurden die neuen Glocken gegossen, die erst 1826 vollständig abbezahlt wurden. Damals bestand das Geläute der Kirche nur aus drei Glocken. Erst 1844 wurde eine vierte Glocke angeschafft, wodurch das Geläute wieder vollständig war. Eine neue Turmuhr wurde beim Uhrmacher Stahl in Kirchheimbolanden in Auftrag gegeben. 1853/4 wurde ein neues Kirchendach angeschafft und die Decke erneuert. Die Namen der Wörrstädter Soldaten, die in den Kriegen von 1866 und 1871 kämpften, sind in der evangelischen Kirche verzeichnet. In diesen Kriegen hatte Wörrstadt keine Opfer zu beklagen.

Gegen 1900 zersprang die große Glocke und kurz darauf wurden Beschädigungen an den anderen Glocken festgestellt, weshalb neue Glocken angeschafft wurden. Im Ersten Weltkrieg mussten die Orgelpfeifen aus Zinn für die Kriegswirtschaft abgegeben werden. Die Wörrstädter Glocken entgingen durch den Einfluss des früheren Wörrstädter Pfarrer Reinhard einer Beschlagnahme, der Mitglied der Glockenkommission war. Nach dem Krieg wurde die Kirche modernisiert und 1922 eine elektrische Anlage für die Glocken eingebaut.

Im Nationalsozialismus spaltete sich die evangelische Kirche in die Bekennende Gemeinde und die Reichschristen auf. Den Bekennenden Christen wurde ab 1933 die Nutzung der Kirche untersagt, die ihren Gottesdienst stattdessen in einer Notkirche in der Schwenkhalle des Limonadenherstellers und Obsthändlers Heinrich abhielten.  Ab 1935 durften sie die Kirche wieder nutzen. Im Zweiten Weltkrieg musste die Glocken für die Kriegsbemühungen abgegeben werden. Deshalb wurde 1949 ein neues Geläut gegossen und geweiht.

1978 wurde eine Fußbodenheizung nach dem römischen Hypokausten-System eingebaut. Bei den dafür notwendigen Grabungen wurde eine mittelalterliche Altarplatte sowie der Sarkophag der Rheingräfin Elisabeth Christiane Marianne, geb. Prinzessin zu Leiningen-Hartenberg, aus dem Jahr 1792 gefunden, der Erbauerin des Wörrstädter Schlosses. 1981 wurde eine vollständige Innenrenovierung der Kirche vorgenommen.

Heute ist die evangelische Gemeinde in Wörrstadt Teil des evangelischen Dekanats Alzey-Wöllstein.