LA IGLESIA está asentada a lo largo de una amplia explanada en el cerro que corona la villa y desde donde se divisa todo del valle del río Dulce. Sus amplias dimensiones se aprecian según nos acercamos a la población. Es una iglesia del siglo XIII, como la mayoría de las parroquias que se construyen en esta época, que sigue el modelo románico aunque ya en su etapa más tardía. Tiene una sola nave orientada hacia el Este, pero de gran longitud si la comparamos con el resto. Consta de los elementos fundamentales de toda iglesia románica, cabecera con ábside semicircular, nave única, espadaña a los pies y portada con sencilla arquería. La fábrica de su construcción es de materiales simples: se utiliza sillar para refuerzos en esquinas, espadaña y en arcos y pilastras del interior. El resto es de mampostería de sillarejo y enlucido en las partes restauradas. Al exterior, el templo presenta en el muro sur la portada de ingreso cobijada en un pórtico de época posterior de planta cuadrada y enlucido de color blanco. La portada en sí se resuelve con un arco de medio punto dovelado y tres arquivoltas planas, las dos interiores con arista bocelada y la exterior con punta de diamante. Remata el conjunto una chambrana con moldura lisa. Las arquivoltas apoyan sobre una cornisa que arranca sobre el muro; sólo la interior descansa sobre capiteles a ambos lados desaparecidos y éstos, a su vez, sobre columna de fuste liso sin basamento. Se observa la sobreelevación que se llevó a cabo en la iglesia, sobre todo en el ábside y presbiterio, aprovechando los canecillos originales y marcando la altura original de la nave, como ocurre en otras iglesias. Adosado al presbiterio, en la panda sur, se encuentra un cuerpo rectangular dedicado a sacristía. El ábside es semicircular como el modelo románico, aunque se encuentra enlucido en su totalidad y ha perdido el único vano que tenía en su parte central, hallándose cegado. La línea de canecillos que recorren la cornisa moldurada, tanto del presbiterio como del ábside y el resto de muros norte y sur, son de decoración geométrica muy simple. A los pies de la iglesia se sitúa la espadaña, dividida en dos cuerpos: en el primero de ellos se abre una portada de estilo románico, con arco de medio punto dovelado y recercado con moldura que descansa sobre una cornisa saliente del muro, similar a la de otras iglesias, como la de Valdeavellano. Posiblemente fuera la entrada original al cementerio situado en la zona norte donde se han encontrado restos funerarios tras su restauración. En el segundo cuerpo de la espadaña se sitúan las campanas, se abren dos huecos con arco de medio punto realizados en sillarejo, y sobre éste un último cuerpo más pequeño, también con arco de medio punto para campanil. Al interior, la iglesia presenta una única nave de grandes dimensiones en cuanto a longitud, hecho que lo destaca del resto de templos románicos. La cubierta, con artesonado de madera, es de época moderna, con tirantes transversales y cuadrados entrecruzados. El paso de la nave al presbiterio se resuelve con un arco triunfal de medio punto con piedra vista de sillar y sillarejo intercalado, que descansa sobre pilastras adosadas al muro con cornisa a media altura. Los paramentos del presbiterio se ocupan en su panda norte con un interesante sepulcro renacentista con arco de medio punto, en el que descansan los restos de don Alonso de Carallajal, señor de la villa hacia el siglo XVI según reza la inscripción del entablamento. En la panda sur del presbiterio se abre un arco de medio punto rebajado que da la entrada a la sacristía. Toda la cabecera se cubre con artesonado mudéjar y con un retablo barroco que parte del ábside y ciega el ventanal original románico. A los pies de la iglesia se sitúa el coro alto, con vano abierto en su parte alta y portada en la inferior, reconvertida en un ventanal que otorga luminosidad a la nave. Aquí se encuentra la pila bautismal de origen románico, que es contemporánea a la construcción de la iglesia en el siglo XIII. De un modelo peculiar, la superficie de su copa se decora con arcos de medio punto estilizados, a modo de gallones poco pronunciados, que rematan en arco de medio punto, similar a la pila situada en la iglesia de Nuestra Señora de la Paz de Aragosa, aunque en la pila de Villaseca los arcos son doblados; ambas pilas tienen la misma talla y ejecución, y posiblemente fueron talladas por el mismo cantero. El borde superior de la copa tiene una incisión longitudinal. El fuste, cilíndrico y estriado, va unido a la basa formando un mismo conjunto, y continúa hasta la basa con decoración vegetal a modo de roleos y hojas enrolladas en los ángulos. Las dimensiones son casi similares a las de la pila de Aragosa: 104 cm de diámetro y 97 cm de altura.