La iglesia se situaba en uno de los extremos del recinto amurallado medieval de la villa. En la actualidad se eleva en la principal plaza de la población, configurada en el siglo XVI tras el derribo de parte de la antigua muralla. Con ella comunican las tres principales arterias urbanas que, de este a oeste, articulan el entramado urbanístico medieval de Fuentespalda.

El edificio presenta en la actualidad un aspecto singular debido a las drásticas reformas que sufrió a lo largo de su historia. Se trata de un antiguo templo gótico que fue reformado, ligeramente recrecido y reorientado en época barroca. La reforma barroca supuso el derribo de una parte de la iglesia gótica, concretamente del tramo correspondiente a los pies (el oeste).

De este modo, de la iglesia gótica, que constaba de una cabecera heptagonal orientada hacia el este y una nave con capillas laterales, se conserva la cabecera, situada ahora en el tramo de los pies a modo de contraábside, y el tramo inmediato de la antigua nave. A continuación, la obra barroca prolonga la iglesia mediante un amplio crucero cubierto con cúpula y una cabecera recta. Toda la obra está construida en sillería.

En el exterior, la zona más destacada es la fachada principal del templo, situada en el hastial de los pies, que conserva la forma heptagonal de la primitiva cabecera gótica. La reforma del siglo XVII supuso la apertura de la portada del templo en esta zona, que fue enfatizada al añadirse como remate una monumental espadaña de tres cuerpos.

La portada barroca es una obra de carácter clásico de gran austeridad, que muestra  los rasgos evolucionados de las portadas clasicistas del siglo XVI y parece una obra relativamente temprana del siglo XVII (mediados de siglo o poco más). Consta de dos cuerpos. En el inferior se abre la puerta en arco de medio punto moldurado sobre pilares, flanqueado por dos pilastras acanaladas que se elevan sobre altos plintos y sostienen un sobrio friso; este, dividido en casetones cuadrados (a modo de metopas) por parejas de acanaladuras verticales que recuerdan los triglifos de los órdenes clásicos, presenta sencillos motivos decorativos a base de formas geométricas y representaciones vegetales estilizadas. Una ancha y volada cornisa escalonada rematada en las esquinas por dos voluminosos piramidiones la separa del piso superior. En este se abre una sencilla hornacina avenerada de medio punto, flanqueada por pilastras con capitel jónico, que sostienen un sencillo entablamento moldurado rematado por un frontón partido decorado por un jarrón y elementos vegetales. En el interior de la hornacina hay una escultura de bulto de San Miguel de factura muy reciente; la original, barroca y muy mutilada durante la guerra civil, se encuentra actualmente en el ayuntamiento.

La monumental espadaña que corona la fachada está compuesta de tres lienzos, dispuestos en ángulo, adaptándose al trazado poligonal de la antigua cabecera gótica. En cada uno de ellos se abre un vano de medio punto para campanas. El lienzo central, más alto, está rematado por un pequeño frontón triangular.

Aparte de la fachada, destacan en el exterior los voluminosos contrafuertes de la obra medieval, el volumen saliente de las dos capillas laterales góticas y el cimborrio octogonal que cobija la cúpula barroca. Asimismo, deben señalarse las ventanas originales de la época gótica conservadas en los dos tramos de los pies: especialmente, en la cabecera, una esbelta ventana en arco apuntado con parteluz central y decoración interior de tracería trilobulada, así como, en las capillas laterales, tres óculos abocinados, dos de los cuales conservan también una decoración interior de profusas tracerías.

En cuanto al interior, ya se ha anticipado su estructura: los dos tramos de los pies, que componen la nave, corresponden a la iglesia gótica original y el crucero, presbiterio y ábside a la obra barroca; un sencillo entablamento barroco, prolongado a lo largo del primer tramo gótico, así como la decoración de yeserías añadidas a las capillas laterales medievales, contribuyen a unificar mínimamente el espacio interior de la iglesia.

El tramo de los pies, correspondiente al ábside gótico, tiene planta heptagonal y esta concebido a modo de contraábside. Alberga un coro alto, con frente en arco escarzano y balaustrada de madera torneada, al cual se accede por una escalera de dos tramos adosada al muro de los pies. Se cubre con bóveda de crucería, cuyos nervios confluyen en una gran clave, con decoración figurada en relieve.

Separado del tramo anterior por un arco perpiaño apuntado, el siguiente tramo de la nave se cubre con bóveda de crucería simple. En él se abren dos capillas laterales, con embocaduras en arcos de medio punto decorados con voluminosos estucos barrocos. Una de ellas, la la Epístola, de planta rectangular y escasa profundidad, se cubre con bóveda de crucería simple, cuyos nervios apean en ménsulas voladas con decoración en relieve. La del Evangelio, de planta pentagonal, se cubre con bóveda de crucería compuesta por cinco nervios que confluyen en una voluminosa nave central y apean en columnillas adosadas.

Toda la decoración gótica esculpida se concentra en estos dos tramos, fundamentalmente en las claves de los dos tramos de la nave y de ambas capillas. Según Cortes Arrese, los principales temas representados serían los siguientes:

    • Clave de la bóveda del antiguo ábside: Trono de Gracia, tema trinitario en el que aparece Dios, sentado, sosteniendo a Cristo crucificado, con el Espíritu Santo entre ambos.

    • Clave del tramo de la nave gótica: Cristo en Majestad, bendiciendo con una mano y portando en la opuesta un globo terráqueo coronado por una cruz.

    • Clave de la capilla de la Epístola, dedicada a la Virgen del Rosario: Virgen con el Niño.

    • Clave de la capilla del Evangelio, dedicada al Sagrado Corazón: posible Cristo en Majestad.

    • Ménsulas de ambas capillas: motivos vegetales y zoomorfos, junto a algunas figuras humanas de difícil identificación.

Estos relieves han sido datados en momentos muy diferentes por distintos investigadores: desde el segundo cuarto del siglo XIV por Manuel Siurana, en consonancia con su tesis sobre la cronología temprana de las iglesias góticas de esta zona, hasta el siglo XVI por Cortés Arrese, que se basa en motivos estilísticos y los considera una obra arcaizante, eludiendo cualquier cuestión de lógica arquitectónica. Sin embargo, parecen haber sido realizados al mismo tiempo que la obra de nave y cabecera, y la construcción de esta última está inequívocamente documentada por Carlos Laliena (1987, vid. apartado Historia del presente informe) entre 1418 y 1424, fechas en torno a las cuales parece lógico situar los relieves decorativos aplicados a las arquitecturas.

Un gran arco de medio punto separa la nave gótica de los tramos barrocos, dando paso al crucero. Este es un espacio cuadrado, cubierto por una cúpula hemiesférica sobre pechinas, y arcos de medio punto sobre pilastras con capiteles jónicos. En los poco profundos brazos del crucero se abren grandes ventanas enmarcadas por una voluminosa decoración de carácter vegetal realizada en estuco.

El crucero tiene una profusa decoración pictórica. La cúpula está dividida en ocho secciones por medio de nervios que confluyen en un gran florón central; en cada una de ellas se dispone la figura de un apóstol (San Pedro, Santo Tomás, etc.), enmarcado por un arco de medio punto pintado, con celajes de fondo y parejas de ángeles portando medallones y cartelas con sus nombres. En las pechinas se pintaron las figuras de los cuatro evangelistas, dos de las cuales están muy perdidas, mientras las otras dos han sido repintadas de manera muy tosca.

El presbiterio y el ábside propiamente dicho se cubren con sendos tramos de bóveda de cañón con lunetos. En la bóveda del presbiterio también puede encontrarse decoración pictórica: celaje con ángeles y putti que enmarcan un motivo mariano central.