L'església parroquial de Viladesens apareix documentada per primera vegada l'any 1046 en un document de compra-venda. El temple romànic va ser profundament remodelat en època barroca.  

De les diferents restes de murs que s'han conservat d'època romànica es pot deduir que el temple tenia planta basilical amb tres naus amb transsepte. D'aquest es conserva una part del mur de tramuntana. L'absis semicircular actual es va construir amb carreus aprofitats del temple romànic.

En el mur de ponent es conserva l'element romànic més interessant. Es tracta d'una finestra de doble esqueixada protegida per una arquivolta, que es recolza en dos columnes amb els capitells esculpits.

El capitell esquerre està decorat en la seva part inferior amb un entrellaçat, mentre que a la part superior trobem motius vegetals com fulles i pinyes, que s'alternen amb unes cares arrodonides d'expressió grotesca. En el capitell dret, tot i l'erosió, s'observen animals enfrontats, motius vegetals i dues cares humanes, com les del capitell esquerre.

En l'interior del temple es conserven dos capitells de característiques similars, probablement d'una finestra, avui desapareguda. Un dels dos està dividit en dos nivells. En l'inferior trobem fulles d'acant, mentre que en el superior tornem a trobar cares humanes de forma arrodonida, tot i que amb un traç una mica més delicat. Una de les cares té esculpida barba i bigoti. En l'altre es representen dos quadrúpeds amb el cap comú, que devoren a un home.

Un altre element escultòric interessant que s'ha conservat és un fragment d'imposta o cimaci, situat a la dreta del presbiteri, on hi ha representat un lleó devorant un home.

Encastat en el mur nord del presbiteri trobem un altre fragment escultòric, en que es va representar l'escena del pecat original. Adam i Eva, conscients del seu pecat, ja que es tapen les seves parts amb les mans, estan situats a banda i banda de l'arbre prohibit, en el que està enroscada la serp.

En el mur oest també es conserven les dovelles que formaven part d'un ull de bou i una làpida d'època gòtica.