L'explosion, qui a eu lieu à une trentaine de mètres de l'entrée de l'église, s'est produite à Midsayap, dans l'île de Mindanao, à environ 900 km au sud de Manille.
Elle a touché des fidèles participant à une série de messes de Noël, a indiqué un prêtre sur place. "L'explosion a eu lieu au moment de la communion", provoquant un mouvement de panique, a dit le père Jay Virador aux journalistes.
L'explosion, qui n'a pas été revendiquée, a soufflé une voiture de police parquée à côté de l'église, et une camionnette située non loin de là, selon la police.
Selon un enquêteur, qui a requis l'anonymat, l'explosion visait initialement l'église. "Il semble qu'ils voulaient s'approcher plus près mais que, en raison des mesures de sécurité importantes, ils ont choisi de lancer l'explosif sur la voiture de police qui bloquait la rue", a-t-il déclaré à l'AFP.
Les treize blessés, parmi lesquels un policier, ont été traités dans des hôpitaux voisins, a précisé la police.
Mindanao, où vit une importante minorité musulmane, est secouée depuis des décennies par une rébellion armée.
Le principal groupe de guérilla musulman y a cependant signé récemment un cessez-le-feu avec le gouvernement philippin.