Església de planta de creu llatina (42,5 x 36,25), d'una sola nau amb capelles laterals, entre contraforts i transsepte d'extrems poligonals com l'absis. A les bandes, tocant al creuer hi ha dues capelles de planta de creu grega. Els elements de suport són els contraforts que, amb els arcs torals, es perllonguen per damunt de la volta per aguantar un embigat de cabirons curts. La coberta és de volta de canó i la cúpula que s'alça sobre el creuer és una mitja taronja sense tambor embolcallada per un prisma octogonal coronat per una piràmide. Les capelles laterals estan cobertes per cúpules de menors dimensions. El campanar actual (l'anterior, del segle XVIII, fou destruït el 1939) consta d'un cos inferior quadrat, un cos central octogonal amb vuit finestrals que aixopluga 5 campanes. No té cúpula. El fronstispici es concentra principalment al voltant de la portalada. Sota la gran rosassa hi ha tres capelles a mode de piràmide. En la central hi havia fins el 1936 una imatge de pedra de la Mare de Déu de finals del segle XV, a sota, centrant el conjunt hi havia l'escut de Sarral protegir per dos lleons rampants coronats. Actualment les capelles estan buides i en gran part dels elements ornamentals de la façana hi ha les empremtes de la crema fortuita del temple l'any 1801 i la voladura i també crema durant la Guerra Civil.
Bastida sobre l'anterior romànica (s. XII-XIII), de la qual només resta el timpà. A finals del segle XVIII hi havia mitja església nova i l'església vella (on avui hi ha el campanar). El 1748 inicià les obres el mestre Francesc Thomàs i Francesc Camps, ambdós de Cervera. L'any 1757 es construí la part nova que faltava (frontispici i campanar) enderrocant l'església vella. L'any 1801un incendi fortuït destrueix l'interior. El 1802, després de l'incendi, restaurà i modificà la construcció anterior el mestre Pau Forès de Valls. El 1807 ja s'havia reedificat afegint el transepte i cúpula "com la de Rocafort" diu el contracte.
El timpà romànic va ser redescobert a les acaballes del segle XIX quan mossen Francesc Bergadà va voler esbrinar què hi havia darrera d'una porta cegada situada en una estança del primer pis de la casa rectoral, que aleshores servia de rebost. Amb posterioritat es van fer diverses obres a la rectoria que van deixar a l'aire lliure el timpà, integrat dins un pati interior.
L'estiu de l'any 2003 es va restaurar el timpà romànic. La restauració va ser a càrrec del Centre de Restauració de Béns Mobles de la Generalitat. La directora va ser la restauradora del Centre, Montserrat Artigau.
El 2004 es van realitzar obres: nou enllosat, col·locació de vitralls, construcció d'un nou cor i sanejament de les parets. El 13 d'agost de 2005 va ser consagrada de nou per l'Arquebisbe Jaume Pujol.Entre els anys 2004 i 2005 es dugué a terme una reforma de l'interior del temple.