Der Flecken Birkach wurde erstmals 1140 in Zusammenhang mit einer Schenkung der Herren von Plieningen erwähnt. In Plieningen lag auch die Urpfarrei für die umliegenden Orte. 1291 wurde Birkach an das Kloster Bebenhausen verkauft, 1478 kam es zu Württemberg. Schwer zerstört im Dreißigjährigen Krieg, baute man den Flecken danach langsam wieder auf. Birkach profitierte davon, dass Herzog Karl Eugen und seine langjährige Geliebte und spätere zweite Ehefrau Franziska von Hohenheim das benachbarte Hohenheim ab 1776 zu ihrer Sommerresidenz erkoren.

Die Ehe des seit 1744 regierenden Fürsten mit Elisabeth Friederike Sophie von Brandenburg-Bayreuth, einer Nichte Friedrichs des Großen, war 1756 getrennt worden. Ab 1769 trat Franziska, geborene von Bernerdin, in sein Leben. Ihre Vorfahren waren evangelische Glaubensflüchtlinge aus Kärnten. 16-jährig war sie an einen Gläubiger ihres Vaters, den wohlhabenden Freiherrn von Leutrum, verheiratet worden. Sie war stark vom schwäbischen Pietismus geprägt und unterhielt Kontakte zu Philipp Matthäus Hahn, dem pietistischen Pfarrer von Kornwestheim und Echterdingen. Den Begründer der pietistischen Hahn’schen Gemeinschaft, den theologischen Autodidakten Michael Hahn, nahm sie auf ihrem Hofgut Sindlingen bei Herrenberg in Schutz.

Zwar immer durch das illegitime Verhältnis moralisch belastet, übte Franziska in ihrer schlichten Frömmigkeit einen mäßigenden Einfluss auf den Herzog aus. Eine Heirat der beiden war jedoch erst nach dem Tod von Karl Eugens erster Ehefrau 1780 möglich. Franziska wurde mithilfe von Zahlungen an den kaiserlichen Hof zur Reichsgräfin erhoben mit dem Titel von Hohenheim, was auch ihr Lebensmittelpunkt werden sollte. Einer der besonders geförderten und an der Hohen Karlsschule erzogenen unehelichen Söhne des Herzogs war sein Hofbaumeister Reinhard Fischer. Er baute in Hohenheim den ehemaligen Garbenhof des Barons Garb zur Residenz um. Die von Johann Kaspar Schiller, dem Vater des Dichters, angelegten Gärten enthielten 18.000 Obstbäume und 20.000 Bäume aller Arten und dienten nicht mehr rauschenden Festen wie einst auf der Solitude, sondern botanischen Studien. Mit einer Übereinkunft mit den Landständen zur Tilgung seiner Schulden und einer landesweiten Kanzelerklärung zu seinem 50. Geburtstag 1778 signalisierte der Fürst Besserung und Versöhnung. Sein Handeln trug von da an Züge einer Verwandlung vom Absolutisten zum Aufklärer. Die Hohe Karlsschule sollte nun wichtiger sein als das Gefängnis auf dem Hohenasperg. Als Zeichen dieser Versöhnung ließ der katholische Herzog mehrere Kirchen im evangelischen Württemberg um- oder neu bauen. Da kam es gerade recht, dass er Franziska von Hohenheim in der Nähe Hohenheims den Gottesdienstbesuch ermöglichen wollte.

1779 wurde der Grundstein für die evangelische Kirche von Birkach gelegt und schon eineinhalb Jahre später, am 4. November 1780, dem sogenannten „Carlstag“ konnte das Gotteshaus festlich eingeweiht werden, was die Bauinschrift über dem Portal dokumentiert. Baumeister Fischer gestaltete einen hellen und schlichten Raum in spätbarockem und frühklassizistischem Stil. Typisch evangelisch ist die Kanzelwand, die Kanzel, Altar und Taufstein zentral in die Mitte stellt, von allen Plätzen aus sicht- und hörbar. Die Franziska-Loge erinnert noch heute an die regelmäßige Gottesdienstteilnahme der frommen Gräfin, zu der sie der Herzog oft begleitete. Er finanzierte nicht nur den Bau und die Ausstattung mit edlen Vasa sacra für die Sakramente Taufe und Abendmahl, sondern stattete die Kirche mit Geld aus, sodass ein eigener Pfarrer bestallt werden konnte. Das „C“ seines Namens (Carl) ist deshalb in der Kirche deutlich sichtbar, könnte jedoch auch auf den eigentlichen Herrn der Kirche, Christus bezogen werden. Eine Besonderheit der Kirche bringt das direkt angebaute Pfarrhaus mit sich: Der Weg vom Altar zur Kanzel führt durch die Wohnung des Pfarrers.

So wurde Birkach mit damals 350 Gemeindegliedern eine selbstständige Kirchengemeinde. Der erste Pfarrer Friedrich Wilhelm Kohler (1754-1810), der Großvater des Dichters Friedrich Wilhelm Waiblinger, war gleichermaßen vom Pietismus und der Aufklärung geprägt. So studierte und förderte der Theologe den Streuobstbau und gründete die erste Industrieschule im Land, in der Jungen und Mädchen handwerkliche Fähigkeiten erlernten. Herzogin Franziska erwarb Land in Birkach, das die Armen des Ortes zu ihrer eigenen Versorgung bebauen konnten.

Nach dem Tod des Herzogs 1793 in einer Mansarde der Speisemeisterei des Schlosses Hohenheim erfuhr Franziska eine schlechte Behandlung durch den Hof und die herzogliche Familie. Man ließ sie ihren niedrigeren Stand spüren. Zahlreiche Prozesse machten ihr ihr Erbe streitig. Schließlich zog sie sich auf den Witwensitz im Kirchheimer Schloss zurück. Dort, in der Martinskirche, wurde sie auch begraben – anstatt an der Seite ihres Ehemanns in der Gruft der Schlosskirche zu Ludwigsburg.

1985, im Jahr des 200. Hochzeitstages von Herzog Karl Eugen und Franziska von Hohenheim, bekam das außergewöhnliche Gotteshaus in Birkach den Namen Franziskakirche.