Els comtes de Cerdanya tenien possessions al lloc d’All com a mínim des de l’any 867, data en que el comte Salomó va presidir un judici. Posteriorment, en l’any 965 el comte Sunifred II demanava en el seu testament que els alous d’All, Montellà i Ortones fossin retornats al seu fill.

La primera notícia que ens ha arribat de la parròquia d’All correspon a l’acta de consagració de la Seu d'Urgell de finals del segle X. En 1051 es va jurar el testament sacramental de l’arxilevita Guillem davant l’altar dedicat a Sant Marc.

En un document de l’any 1265 es fa referència a que un comte de Cerdanya de nom Guillem, probablement Guillem I (1068-1095), havia edificat una església amb la intenció de convertir-lo en la seva capella.

El temple actual és aquest que es va construir en el segle XII. Està format per una nau de planta trapezoïdal, que s’eixampla cap a l’absis. Es creu que inicialment va ser coberta amb una volta de pedra de canó, que a causa de la inestabilitat del terreny, assentada sobre argiles, es va ensorrar i actualment presenta una coberta de fusta, que es recolza en dos arcs de diafragma, fets a principis del segle XIV.

La nau està capçada a l’est per un absis semicircular llis. En la part central del tambor absidal s'obre una finestra de mig punt i doble esqueixada. L'absis es va haver de reforçar amb un imponent contrafort al costat sud.

Sota la teulada hi ha una teulada recolzada en mènsules, algunes de les quals estan  esculpides amb caps humans, boles i altres motius geomètrics.

En el mur de tramuntana es van afegir tres capelles laterals posteriorment i una sagristia, que tapava part de l'absis i que ha estat eliminada recentment.

En el costat sud trobem el campanar de torre, de planta quadrada i estructura piramidal. Es creu que és anterior a la resta del temple.

Està formada per un alt sòcol que arriba fins l'alçada de la nau. Inicialment només s'obria una espitllera en aquest nivell, però en època moderna es va obrir una petita porta per poder-hi accedir directament des de l'exterior.

La part superior del campanar ha estat molt alterada al llarg dels segles. Les grans finestres de mig punt són de factura moderna. En els angles, tot i que de forma fragmentaria podem observar lesenes cantoneres, que ens fan pensar en que originàriament era un campanar de tipus llombard.

Al costat del campanar trobem la porta d'accés: la part més interessant del temple i datada a principis del segle XIII. Està formada per arcs de mig punt en gradació.

El central descansa en dues columnes amb els capitells esculpits. En el capitell de l'esquerra veiem un personatge que sosté un llibre amb les seves mans a qui flanquegen dos lleons rampants. És probable que es tracti d'una representació de Daniel i els lleons.

En el capitell de la dreta veiem a una dona nua asseguda i amb els braços enlairats, un home barbat també amb els braços aixecats i dos caps humans barbats més.

Les bases de les columnes presenten ocells picotejant-se el bec, tot i que molt erosionats.

L'arquivolta central està decorada amb motius vegetals esculpits amb baix relleu.

L'exterior presenta una decoració encara més interessant a base tiges que es van cargolant i entrellaçant.

L'aresta d'aquest arc i dels brancals ha estat rebaixada i en el seu interior hi ha diversos elements esculpits. Veiem caps d'animals i humans, alguns molt desgastats, un personatge orant de genolls, un home ajagut i alguns animals.

També està decorat l'angle de l'arc interior amb algunes boles i botons florals.

La portalada estava protegida per un porxo, de que es conserven algunes mènsules on es recolzava.

Sobre la porta s'obren dues finestres de mig punt i doble esqueixada.

En el Museu Nacional d'Art de Catalunya es conserva una talla de la Mare de Déu de finals del segle XII o principis del XIII. Maria sosté al seu fill a la falda i sembla com si l'agafés amb la seva mà esquerra. Tant les vores dels mantells com les corones que porten les dues imatges, estan decorades amb imitacions de pedres precioses, imitant les imatges de metall de l'època.

També es conserva en el MNAC, si bé en les reserves i per tant fora del circuit de visites, una talla de Crist Crucificat de la mateixa època que la Mare de Déu. Malgrat el seu realisme, especialment en el cabell i la barba o els plecs de la túnica, que defugen la geometria, els administradors de la col·lecció medieval del museu consideren que és més interessant guardar-la a les reserves que no exhibir-la a les sales. Potser per que ha estat repintada al llarg dels segles, però això no és motiu suficient...