Aparece mencionada en el siglo XI como la iglesia de la aldea de Vilagrau, hoy desaparecido. El edificio actual es de un solo cuerpo rectangular con la sacristía anexada a la pared de mediodía. Su orientación se adecua a los cánones románicos con la cabecera en el este. Una restauración del losado supuso un realce de la parte superior de los muros. En la pared de levante se adivina una posible cabecera más baja y estrecha, es posible que tuviera un ábside diferenciado. También se evidencia dónde estaba el losado anterior a la restauración y construcción del nuevo.

En su interior podemos diferenciar dos edificios separados por un arco toral rebajado. La mitad de levante está cubierta con bóveda de cañón achatada que arranca desde una cornisa y posiblemente podría ser la superviviente de un edificio más antiguo; la mitad de poniente es más alta y el envigado descansa directamente sobre las paredes.

El interior de la iglesia está enlucido de blanco, y en aquellos puntos donde ha desaparecido se observa la presencia de pinturas murales, donde se identifican motivos florales, que podrían tener una cronología del siglo XVII o XVIII.