L'església apareix documentada per primera vegada a finals del segle X en l'acta de consagració de la Seu d'Urgell. Des de l'any 1102 va passar a dependre de Santa Maria de Cornellà, en ser cedida pel comte de Cerdanya Guillem Jordà.  En l'any 1136 el bisbe Pere d'Urgell va cedir l'església i totes les seves possessions a la canònica de Santa Maria de la Seu d'Urgell. Amb aquesta decisió es va iniciar un període de disputes entre Santa Maria de Cornellà i la canònica, que no acabaren fins que en 1167 el prior de Santa Maria va renunciar definitivament a tots els drets que havien tingut sobre l'església de Llo.

El temple que podem contemplar data del segle XII. Té una sola nau rectangular, coberta amb una volta apuntada i capçada a l'est amb un absis semicircular.

L'absis està decorat externament amb  un fris de dents de serra, que es recolza en senzilles mènsules.  

Té una finestra en la part central. L'arc exterior està decorat amb boles i caps humans.

La porta d'accés al temple es troba en el mur sud.  

Està formada per tres arquivoltes de mig punt en gradació., que es recolzen en dues parelles de columnes.  

Les dues exteriors estan decorades amb un doble bossell, mentre que la central té esculpits diversos animals i caps humans. Aquest arc està resseguit per una escòcia decorada amb motius geomètrics.

Els capitells estan esculpits amb motius vegetals. Entre les columnes i flanquejant la portalada trobem esculpits més animals i caps humans.

Corona el mur oest un campanar de cadireta de dos nivells. En l'inferior s'obren dos ulls, mentre que en el superior se n'obre un de més petit.

Posteriorment es va ampliar el temple amb capelles laterals.