L'església actual va ser consagrada l'any 1123. Durant les tasques de restauració i de consolidació que s'han dut a terme en els darrers anys, es van descobrir els fonaments d'una construcció anterior, datada entre els segles X i XI. Va compartir la condició de parròquia de Taüll amb l'església de Sant Miquel. 

El temple té planta basilical de tres naus acabades en absis semicirculars. El del costat sud es va reconstruir durant les obres realitzades a principis dels anys setanta. També es van eliminar tots els elements afegits en el segle XVIII i es va rebaixar els nivells del paviment, tant interior com exterior, el que ha derivat en un problema d'estabilitat del temple. 

Les naus estan cobertes amb un embigat de fusta de doble vessant que es recolza en arcs formers de mig punt. Aquests estan sustentats per grans pilars cilíndrics.

Les dues absidioles laterals tenen una única finestra de doble esqueixada en el centre del tambor, mentre que a l'absis central en trobem tres. Les dues més exteriors es van tapar des de l'interior del temple quan es va recobrir l'absis amb pintures murals. Exteriorment tots tres absis estan decorats amb lesenes, un fris de dents de serra i un fris d'arcs cecs. En el cas de l'absis central, podem veure també uns cercles concèntrics esculpits en l'interior dels arcs cecs. 

A l'absis principal podem trobar una reproducció del conjunt pictòric que el decorava.

Les pintures murals originals es troben en el Museu Nacional d'Art de Catalunya.

En la volta de l'absis principal trobem representada la Verge Maria amb el nen a la falda, fent-li de tron, i al seu voltant els Tres Reis, adorant-lo.

En la línia inferior, a l'alçada de la finestra, trobem una filera d'apòstols. 

Completen la decoració de l'absis un fris a figures d'animals i cortinatges.

En la part central de l'arc triomfal es va representar un Agnus Dei. 

Per sort també es va conservar gran part de les pintures que decoraven els murs sud i oest del temple, tot i que no són del mateix autor i presenten una qualitat inferior a les de l'absis principal. En el mur meridional es representen algunes escenes de l'Antic i del Nou Testament, sense un ordre aparent.

Com en molts altres temples el mur oest estava decorat amb escenes del Judici Final, com la pesa d'ànimes o a uns pecadors cremant-se en el Foc Etern.  En el registre superior es trobava Crist fent de jutge, imatge que ha desaparegut, flanquejat a banda i banda per tres figures, algunes d'elles alades.

En les columnes i en els arcs també es van conservar algunes restes de pintura, que generalment representaven sants. 

L'altar també estava decorat amb pintures, que representaven motius geomètrics, sobre les que es va col·locar un frontal de fusta policromada. En el centre trobem la mandorla, envoltada pel tetramorf. Protegits per uns petits arquets trobem als dotze apòstols, agrupats de tres en tres. Les figures no es troben en la seva disposició original, però es desconeix quina era aquesta.

En aquest museu també hi podem trobar quatre figures que formaven part d'un grup escultòric que representava el Davallament de Crist de la creu, similar al de Santa Eulàlia d'Erill la Vall o el de la Nativitat de Durro.

Completen la col·lecció del museu un Crist a la creu de finals del segle XII i una imatge de Sant Joan.

En el Museu Marés també hi podem contemplar algunes obres que en el passat van formar part del patrimoni del temple, com són una altra imatge de Crist a la creu, una Verge alletant al Nen i una altra Mare de Déu amb el Nen a la falda.  Al temple només es conserven petits fragments de pintura en el mur sud.

En la veïna església de Sant Climent es conserva un petit fragment de pintura que pertanyia a aquesta església de Santa Maria. Representa l'escena del baptisme de Jesús.

La nau sud queda tallada per la torre de campanar, la base de la qual la trobem a l'interior del temple. Aquest fet, juntament amb les dues portes d'accés que hi trobem, evidencien que el campanar va ser un element aprofitat de l'anterior temple. Es va construir durant la segona meitat del segle XI. Té quatre pisos que s'alcen per sobre la teulada del temple. En els tres superiors s'obren finestres geminades en cadascun  dels murs, emmarcades entre lesenes. Els pisos estan separats per un fris de dents de serra i un d'arcs cecs.  Sembla ser que els murs estaven arrebossats i decorats amb pintures murals, com succeïa també en el campanar de Sant Climent i en el de l'església de Santa Coloma d'Andorra. 

La porta d'accés al temple la trobem en el mur oest. Es tracta d'una senzilla porta de mig punt que al seu damunt té una finestra de doble esqueixada. En el mur sud, junt a la torre de campanar, també s'obre una senzilla porta de mig punt.

A l'interior del temple es conserven unes piques baptismals, una beneitera  i l'antic retaule barroc, que durant uns segles va ocultar les pintures murals de l'absis central.

A la Vall de Boí podem trobar altres edificacions romàniques interessants com Santa Eulàlia d'Erill la Vall, Sant Climent de Taüll, Sant Joan de Boí, Sant Feliu de Barruera, la Nativitat de Durro, Sant Quirc de Durro, Santa Maria de Cardet i Santa Maria de Cóll.