Situada sobre una loma, en lo más alto de la villa de Alagón, en el centro del casco histórico. Limita con la plaza del Castillo, explanada donde se levanta la iglesia de Nuestra Señora del Castillo, y con las calles de las Damas y de San Pedro, que concentran el caserío más antiguo de la localidad.
Aunque desconocemos la cronología exacta de la construcción de la primitiva fábrica mudéjar, ésta debió de ser levantada en los momentos de cristalización y plenitud del mudéjar en tierras aragonesas (finales del siglo XIII y siglo XIV), con una influencia palpable del arte gótico en la tipología de iglesia de nave única.
La fábrica mudéjar de la iglesia presentaba un ábside semicircular al interior, aunque poligonal de cinco lados al exterior, una nave de dos tramos cubiertos con crucería, y una torre octogonal a los pies del templo. El ábside, sin contrafuertes exteriores, presenta dos grandes vanos apuntados, cegados con posterioridad, que cobijan vanos más pequeños, asimismo ojivales, en los dos paños que flanquean al central. La decoración de los cinco lienzos murales arranca a la altura de los vanos antes citados y se distribuye en pequeñas bandas decorativas superpuestas, sucediéndose desde abajo una faja de esquinillas, serie de zig-zag, banda de cruces en hueco, otra nueva serie de zig-zag, faja de dobles esquinillas y otra banda de cruces en hueco.
Los muros perimetrales de la nave, al exterior, no ofrecían más decoración que la imposta corrida que los finalizaba y sobre la que se situaba el alero primitivo. Esta imposta aún se observa en algunas zonas de estos muros y en la torre, como separación del primer cuerpo del segundo.
La torre campanario, situada en el ángulo suroeste del templo, presenta planta octogonal y estructura interna de alminar almohade (doble torre, una envolviendo a la otra con escaleras entre ambas, cubiertas por aproximación de hiladas). Se divide en cuatro estancias superpuestas en altura y cubiertas, en origen, por casquetes esféricos, rotos con posterioridad para alojar las pesas del reloj. Al exterior, la torre presenta tres cuerpos, separados por una imposta de ladrillo en saledizo. El primero funciona como un sólido basamento, con los muros de su mitad inferior ataludados para una mejor estabilidad, carentes de decoración y de aspilleras. Se observa un reloj de sol, en su lado suroeste, colocado en 1649. El segundo cuerpo presenta tres bandas decorativas decrecientes en altura y separadas por frisos de esquinillas; desde abajo, se dispone una banda arcos mixtilíneos entrecruzados, otra banda con retícula de rombos formada por cruces de múltiples brazos, y una superior de medios rombos configurando almenas escalonadas. El cuerpo de campanas, más transformado, consta de dos zonas de vanos diferenciadas y separadas por un friso de esquinillas reforzada por una faja en doble zig-zag, que funciona de antepecho de los vanos superiores; la inferior presenta en cada lado un gran arco apuntado que aloja una ventana geminada de arcos ojivales, que apean en un pilar octogonal, mientras la superior se resuelve con vanos en arco túmido, de reducido tamaño, dos por cada cara de la torre. Algunos de estos vanos han sido rotos y remodelados en arco de medio punto para alojar las campanas. La torre remata en terraza, que posee un pretil corrido, y una espadaña; esta culminación no es la original , sino fruto de remodelaciones posteriores.
Entre finales del siglo XV y las primeras décadas del siglo XVI, se levantan a ambos lados del segundo tramo de la nave las capillas del Santo Cristo y de la Virgen del Carmen (actualmente atrio de entrada de la iglesia), y añade un tramo a la nave, sobre el que se dispone un coro alto. La capilla del Santo Cristo es de planta cuadrada y se cubre con crucería estrellada; presenta una yesería tallada a modo de imposta a la altura del arranque de la bóveda, y abre a la nave en arco carpanel con rica decoración, trasdosado con orla de puntillas y flanqueado por dos pináculos rematados en florones.
La capilla de la Virgen del Carmen funciona hoy como ingreso al templo, y presenta una interesante combinación de motivos renacentistas, góticos y mudéjares. El ingreso a esta capilla se realizaba a través de un arco de medio punto decorado con yeserías talladas en las que se combinaban motivos vegetales de raigambre gótica, con grutescos renacentistas y con decoraciones de lazos de seis mudéjares; estos últimos se sitúan en las albanegas del arco y forman estrellas de seis y hexágonos en cuyo interior se disponen rosetas. Igualmente corresponde a esta fecha la galería corrida de arquillos en ladrillo que remata la fábrica al exterior. Las capillas de Santa Ana y San Antonio son de fábrica barroca, y la capilla de la Virgen del Carmen situada junto a la iglesia fue construida en 1831.