Il s'agit d'un édifice primitif remplacé fin XIe-début XIIe s. par une église à nef unique, dont subsistent encore la base du clocher et le choeur voûté en cul de four. Le chevet de l’église présente des baies romanes en plein cintre encadrées de colonnettes à chapiteaux feuillagés et une corniche ornée de modillons sculptés.
Aux XVe et XVIe s., l’église fut agrandie par deux collatéraux au sud et au nord et le choeur fut doté de chapelles. Au XIXe s., d'importants travaux furent entrepris : en 1838, le clocher fut exhaussé ; de 1870 à 1873, l’architecte diocésain G. Guérin fit établir des voûtes d’ogives sur la nef. L’inscription « République Française » fut réalisée sur la façade vers 1881. En 1902, l’Abbé Brisacier, architecte, poursuit les restaurations en voûtant les bas-côtés. Sur le pignon de gauche, est visible un graffito d'une gabarre, ex-voto marinier datant de la fin du XVIIe s. L'église possède aussi des vitraux du XXe s., dont un illustrant le bombardement du pont de Montlouis-sur-Loire en mai-juin 1944, réalisé par le maître-verrier Fournier.
Vous pourrez aussi apercevoir au loin le pont ferroviaire.
Le viaduc de Montlouis-sur-Loire se trouve sur la ligne Paris-Orléans-Tours, autorisée par la loi de 1842. Un jeune ingénieur, Romain Mandière, est alors nommé à Tours pour réaliser un pont en maçonnerie de douze arches voûtées en anse de panier, long de 383 m. Sa construction est réalisée avec des matériaux régionaux : moellons de Lussault,bois de la forêt d'Amboise, fer du Berry et fonte des fonderies de Pocé-sur-Cisse. L'ouvrage fut terminé en 1844 et mis en service en 1846. En 1870, trois arches rive gauche sont détruites par l'armée française pour empêcher l'arrivée des Prussiens sur Tours. Elles sont reconstruites six mois plus tard. En juin 1940, trois arches sont à nouveau détruites pour contrer l'avancée allemande. Entre 1943 et 1944, le pont est bombardé 23 fois sans succès par les Américains. Il est finalement totalement détruit par l'aviation anglaise en août 1944. Les travaux de reconstruction sont achevés en 1946, avec deux arches supplémentaires. à partir des fondations originelles, le nouveau pont est construit en béton armé decouvert de pierres pour lui conserver son aspect initial.