Le plan allongé est orienté et constitué de deux pans de bâtiments successifs et d’une annexe au niveau du chevet.
Le clocher-porche, ou façade occidentale, comporte quatre niveaux d’élévation et est flanqué de deux contreforts angulaires et d’un portail en bois surmonté d’un auvent. La façade Sud du clocher-porche est agrémentée d’une horloge. Les murs gouttereaux sont percés de baies en arc brisé, alternant avec des contreforts. Le deuxième pan du bâtiment ainsi que son annexe, de plan polygonal sont percés de baies rectangulaires. Le clocher de plan carré convexe comporte des lucarnes et est surmonté d’une flèche polygonale elle-même coiffée d’une croix. La toiture est à double pente et à croupe au niveau du chevet.
La nef a conservé aux angles de sa façade un contrefort plat, roman. Le chœur en pierre et silex a été reconstruit au XVIème siècle. La tour carrée construite en silex ainsi que les contreforts d'angles en pierre de taille ne sont pas antérieurs au XVIIème siècle.
L'église de Villez était sous le patronage de la famille d’Harcourt. On y découvre des boiseries du XVIIIème siècle, provenant de la chapelle de Creusemare. Les principaux éléments de cette chapelle ont été sauvés en l'église de Villez-sur-le-Neubourg. A l'intérieur de la tour-clocher, une cloche fondue pendant la première moitié du XIXème siècle. L'arc triomphal est orné de moulures datant du gothique flamboyant.