Cette église néo-romane a un plan en croix latine. Elle se compose d'une nef et de deux collatéraux, d'un transept et de trois chapelles. Elle est voûtée d'arêtes. Les murs sont en moellon de calcaire. Au dessus de la croisée du transept s'élève un clocher, orné d'une croix latine en brique sur ses quatre faces (dans la maçonnerie), et couvert d'un toit polygonal en ardoise coiffé d'un lanternon. La nef, le choeur et les bras du transept sont couverts de toits à longs pans, les collatéraux sont en appentis. Tous sont en tuile mécanique. Les trois chapelles de l'église sont couvertes de toits coniques en ardoise. La chapelle située au dessus de la crypte est en pierre de taille (calcaire), couverte d'un toit à longs pans en ardoise, et dotée de pignons découverts. La crypte fut réduite lors de l'élargissement de la rue Rouget de Lisle, le tombeau de Jules Chagot et de son épouse déplacé. Le presbytère, en moellon de calcaire sans chaîne enduit, se compose d'un sous-sol, d'un étage carré et d'un demi-étage carré pour la partie la plus ancienne.