L’église orientée est construite selon un plan en croix latine à trois vaisseaux et à quatre travées. Le chœur est encadré de deux chapelles.
La façade occidentale, à mur pignon, est épaulée de deux contreforts. La porte est coiffée d’un tympan sculpté à voussures, soutenu par des colonnettes à chapiteaux végétaux. Elle est surmontée de baies jumelées. Le clocher, de section polygonal, s’élève au-dessus de la croisée du transept. Il est muni de baies en abat-sons et est couronné d’une flèche pyramidale à croix de faîtage. La nef est couverte d’un toit en bâtière et les bas-côtés en appentis. Les collatéraux sont percés de baies en arcs brisés et sont épaulés par des contreforts.
L’élévation intérieure est à trois niveaux : grandes arcades à arcs brisés, triforium aveugle et fenêtres hautes en arcs en plein cintre. L’édifice est voûté d’ogives.
La nef est construite entre 1200 et 1210, le chœur et le transept entre 1230 et 1240. L'église a ensuite été modifiée à la fin du XIVe siècle ou au début du XVe siècle. De nombreuses travaux ont eu lieu aux XIXe et XXe siècles : le repavage du choeur (1835), la reconstruction des voûtes de la nef (1869), la restauration de la chapelle Saint-Nicolas (1873), la construction d'une tourelle d'escalier sur la façade occidentale (1898), la création de la nouvelle sacristie (1903), la restauration de la chapelle de la Vierge (1904).
Robert II, comte de Breuteuil, de Leicester et seigneur de Pacy a lancé la construction de l'église avant son départ en Palestine avec Richard Coeur de Lion. Saint Louis a ensuite fait un don pour que la construction s'accélère. L'église a été transformée en réserve de poudre à la Révolution.