Elle est orientée et a un plan en croix latine présentant un transept saillant (faux-transept). La façade principale est précédée d'un porche. Son chevet est plat.
La façade principale d'entrée, à mur pignon, est encadrée de deux grands contreforts. Elle s'élève sur quatre niveaux. Au premier niveau, le porche présente une toiture en bulbe et est précédé par trois marches en pierre. Au-dessus du portail, une baie étroite en arc brisé. Au niveau supérieur du pignon, les armoiries des seigneurs d'Harcourt attestent que la création de l'église leur est due. Sur le faîte de la toiture, une petite croix surplombe l'ensemble. Les murs latéraux nord et sud sont percés de quatre baies chacun et épaulés de contreforts. Ce sont des baies en arc brisé à deux lancettes trilobées et quadrilobées. Le chevet ne présente aucune baie. Le faux-transept est plus bas, avec des baies rectangulaires et couvert d'un toit à la Mansart. La toiture de la nef est à deux versants. Le clocher de base carrée se situe côté ouest, sur le faîte de la toiture. Il est de type Fry et est entièrement recouvert d'ardoise, sans aucune ouverture. Sa flèche est surmontée d'une croix de faîtage et d'un coq. L'église est construite en blocage de silex mais ses contreforts sont en pierre.
L'édifice est élaboré en deux parties bien distinctes. Le chœur date du XIVe siècle et la nef du XVIIe siècle. Certains éléments de l'église remontent au XIIe siècle. Les vitraux, quant à eux, viennent de l'atelier de verriers d'Evreux, Duhamel-Marette, et date du XIXe siècle.
L'église a été fondée par les seigneurs d'Harcourt au XIe siècle. Le patron d'origine est saint Agnan, un évêque d'Orléans du IVe siècle. Les dernières recherches lors des restaurations ont montré que certaines parties de l’édifice remontaient à l'an mille. Au XVIIe siècle, sainte Clotilde devient la nouvelle protectrice de l'église. Cela fait suite à l'essor du culte de la sainte en Normandie et au retour de ses ossements aux Andelys.