L'església de Santa Cecília era la capella del castell de Fontova, malgrat que també va fer de parròquia del terme. Apareix documentada per primera vegada l'any 961, moment en que va ser consagrada pel bisbe Odesind, a petició del comte Ramon II de Ribagorça. Aquest comtat va patir les ratzies musulmanes a principis del segle XI i la fortalesa de Fontova va ser un dels punts atacats. Després d'aquests atacs va ser necessari reconstruir el temple, que va ser consagrat novament vers l'any 1016 pel bisbe Eimeric de Ribagorça en presència del comte Guillem Isarn. Encara es va tornar a consagrar l'església per tercera vegada. Va ser l'any 1103. 

En 1571 va ser annexionada al bisbat de Barbastre. Per aquella època la població ja s'havia començat a establir en el nucli de La Puebla de Fontova i malgrat que es va mantenir la devoció dels fidels, aquesta va anar minvant amb el pas dels anys. Actualment només es celebra un aplec en el mes de maig.

Té una sola nau, coberta amb una volta de perfil apuntat i reforçada per quatre arcs torals, fruit d'una reconstrucció. També és fruit d'una reforma posterior el mur sud del temple.  

Té la particularitat de tenir dos absis de planta semicircular, un a l'est i l'altre a l'oest. Tots dos no són visibles des de l'interior del temple, doncs han estat paredats. L'absis de llevant no té cap tipus d'obertura. 

Aquest absis no és coetani amb el del costat oest, que es va edificar a principis del segle XII. Aquest és de factura posterior i molt probablement es va construir en el mateix moment que es va fer l'actual mur sud.

En l'angle sud-oest veiem les restes d'un mur i part d'una cantonada, que evidencien que el mur sud original s'estenia més enllà d'on s'aixeca actualment. Si ens fixem en les restes d'aquest mur, veiem que l'absis és simètric respecte a la nau, cosa que no passa amb el del costat est, que està centrat respecte al mur actual. Per tant, la capçalera de llevant va ser edificada al mateix temps o després que el mur sud.

L'absis de ponent correspon al temple consagrat en 1103. En la part central s'obre una finestra de doble esqueixada. Formava part de les defenses del castell, per això al seu damunt es va construir una bestorre, convertida en campanar de planta semicircular.

Destaquen les dues grans finestres orientades a l'oest.

Des d'aquest espai tenim una bonica visió de la torre del castell.

Val la pena accedir aquest espai per gaudir de les vistes, malgrat l'estat de l'escala de cargol que ens permet pujar fins al campanar, construïda en l'espai interior de l'absis.

Actualment s'accedeix al temple per una porta oberta en el mur sud, formada per un arc de mig punt adovellat. A banda i banda, s'obren dues finestres d'espitllera.

La porta original es trobava en el mur nord. Encara podem veure el seu arc de mig punt, fet amb llargues dovelles, fetes a base de lloses lleugerament escairades. Ens trobem en la part més antiga del temple i probablement formava part de l'església consagrada en l'any 961. El parament d'aquest sector és fet a base de carreus irregulars i de petites dimensions, distribuït en fileres irregulars.