Las casas de Fanlo se disponen en una ladera en dirección oeste-este. La iglesia se encuentra en la parte inferior, al sureste, aislada de otras construcciones.

Esta iglesia, en su origen, pertenecía a la Diócesis de Jaca, y a través de ella a la de Huesca, pero en el año 1571, al restaurarse la Diócesis de Barbastro, esta iglesia fue adjudicada a esta mitra.

En los últimos siglos, fue elevada a rango de colegiata con capítulo eclesiástico formado por un prior y cuatro beneficiados, uno de ellos maestro de niños y organista.

Se trata de una iglesia construida en el mismo lugar en el que, en el siglo XIII, existió otra construcción románica. A finales del siglo XVI y comienzos del siglo XVII se levanta la nueva iglesia.

Está ubicada en la parte más baja del pueblo y separada del núcleo urbano. Sus dimensiones son de 22 metros de longitud por 13 metros de anchura. Se encuentra orientada al este y consta de una sola nave, cabecera pentagonal, cinco capillas laterales, sacristía, un coro bajo situado en los pies del templo y un pórtico situado al sur.

Fue construida casi en su totalidad en piedra sillar menudo excepto en las esquinas y los contrafuertes, donde este sillar es de mayor tamaño para reforzar la estructura de la iglesia.

Esta iglesia presenta diferentes vanos de iluminación. En ambos lados de la cabecera y por encima de las capillas encontramos vanos apuntados. En el tambor de la cúpula que cubre la primera capilla del lado de la Epístola encontramos vanos rectangulares y por último, sobre el coro, encontramos un óculo circular.

La torre campanario, que se levanta en el ángulo suroeste, es de planta cuadrada y se encuentra formada por tres cuerpos separados por lineas de imposta. Esta torre cierra con una cubierta a cuatro aguas con un alero que se encuentra sostenido por canecillos al estilo de muchas otras que podemos encontrar en la comarca del Sobrarbe. Está construida en mampostería y reforzada en sus esquinas con piedra sillar. En el último cuerpo se abre el campanario con dos arcos de medio punto en el costado sur y otros dos en el oeste. El ingreso se realiza desde el exterior, por el lado sur, bajo puerta adintelada. La primera planta cubre con bóveda de cañón y el piso de campanas cierra con cúpula por aproximación de hiladas. No hay pisos intermedios, aunque parece que se proyectaron.

El pórtico de acceso es de medio punto y está protegido con una verja metálica. Este pórtico cubre con una bóveda de cañón que arranca de las impostas de los muros. Al fondo de este pórtico se abre la puerta de acceso formada por un arco de medio punto a base de grandes dovelas.

Al interior, la iglesia está formada por una sola nave dividida en tres tramos (a través de arcos fajones de medio punto que apoyan sobre la imposta y se prolongan en pilastras sobre plintos hacia el suelo), capillas, prebiterio y coro.

Excepto alguna de las capillas, los demás espacios se cubren con bóveda de lunetos. La primera capilla del lado de la Epístola cierra con una cúpula hemiesférica sobre pechinas. La sacristía cierra con un techo plano y se accede a ella a través de una puerta que presenta una serie de pilastrillas adosadas sobre las que descansa un dintel en el que se ven esculpidos tres círculos a modo de ruedas solares. Remata con cornisa moldurada y ligeramente volada. Sobre ella, en el centro abre una hornacina.

El presbiterio contaba con unos murales, hoy en día muy deteriorados, que fueron pintados por unos militares destacados en Fanlo al terminar la Guerra Civil en 1939. Estas pintura representan la Epifanía, el bautismo de Cristo y las bodas de Caná.

Según recoge la bibliografía, en el centro de la nave existía un medallón policromo que contenía una inscripción que decía "Se decoró 1895".

Las capillas laterales abren con arco de medio punto sobre imposta, dos en el lado norte en los tramos más próximos a los pies; y tres en el lado de la Epístola, estando en el último tramo la puerta y el pórtico.

En el proceso de restauración se han repicado las superficies de muros y bóvedas, antes revocados y blanqueados en su mayor parte, pero con pinturas que remarcaban las estructuras arquitectónicas (arcos, pilastras, fajones y lunetos) y alegorías de las letanías del rosario en la cúpula de la capilla sur.

Al repicarse el enlucido ha quedado a la vista los muros que cierran el ingreso, ambos con arcos cegados, uno de ellos de descarga; la clausura de estas dos capillas debió realizarse cuando se hizo necesaria la existencia de una sacristía.

Otro elemento de interés es un crismón encastrado en el muro norte del coro. En el mismo muro hay un arco apuntado cegado con doble arquivolta y trasdós con imposta de sección cuadrada.

Esta iglesia contaba también con una pila bautismal de copa gallonada y borde sogueado sobre una base circular, que hoy en día se encuentra en el altar de la capilla de Nuestra Señora de los Dolores. La benditera llevaba grabada una máscara entre rosetas.

Desde la segunda mitad del siglo XVIII la iglesia contó con unos padrinos poderosos, Don Melchor Borruel y Pedro Satué, dos importantes eclesiásticos nacidos en Fanlo que enriquecieron la iglesia con un ajuar del que hoy se conservan algunas piezas depositadas en el Museo Diocesano de Barbastro.