No ens ha arribat cap document que ens permeti datar els orígens del temple. Segons l'historiador Pere Vayreda, el temple va ser donat pel prevere Arnau Gausbert a Santa Maria de Lladó l'any 1093. No està clar que aquesta donació existís realment, doncs en la butlla que va escriure el papa Calixt II en 1124 confirmant els bens del cenobi, aquest temple no apareix. 

Les primeres notícies contrastades del nucli de Vilajoan daten del 1119, quan Ermessenda, vescomtessa de Besalú, va incloure en el seu testament un alou situat en aquest indret.

Encastada en el mur sud del temple, veiem la làpida sepulcral de Garsenda, senyora de Vilajoan i del seu espòs Bernat de Pontós. Garsenda va morir el 23 de maig de 1270. Es creu que per aquest matrimoni, el llinatge dels Vilajoan va passar a la família Pontós, que seran els senyors de la zona entre els segles XIII i XV. En el segle XVI es té constància que Vilajoan era una possessió dels Rocabruna i posteriorment va passar a mans d'altres nissagues.

El temple inicial es va construir a finals del segle XI, al que en el segle XII se li va afegir una segona nau pel costat sud.  

La nau nord, la més antiga, està capçada a l'est per un absis semicircular amb planta lleugerament ultrapassada.

Exteriorment podem veure un podi rectangular, que probablement era la part baixa d'un absis carrat. No sabem si es va arribar a construir o bé un cop acabada la fonamentació es va canviar la tipologia de l'absis.

En la part interior de l'absis encara es poden veure alguns petits fragments de pintura mural, molt erosionats.

Al voltant de la finestra de l'absis veiem el fragment més important de les pintures conservades. Una sanefa amb un motiu ondulant de color negre separa l'espai en dos registres. En ells podem veure diversos personatges, malgrat que no els podem identificar degut al seu deteriorament.

En el costat dret del presbiteri podem veure un altre fragment important, en aquest cas decorat amb motius ondulats grocs i negres.

Inicialment aquesta nau tenia una coberta de fusta. Posteriorment es va substituir aquesta coberta per una volta de canó, reforçada per tres arcs torals de mig punt, el més occidental dels quals està adossat al mur de ponent.

Per poder suportar el pes d'aquesta volta es van haver de reforçar els murs laterals amb la construcció de tres arcs formers adossats als murs laterals.

Només s'han conservat els del mur nord, doncs els del costat sud van ser eliminats en ampliar el temple cap a migdia. Malgrat això, encara es poden veure les traces d'alguns d'aquests.

Aquesta nau està il·luminada per dos petites finestres de mig punt situades en el centre de l'absis i en la façana oest. 

La nau del costat sud va ser afegida en el segle XII. Està coberta amb una volta de canó, que arrenca d'una senzilla imposta.

En algun moment entre els segles XVII i XVIII es va substituir la capçalera romànica d'aquesta nau per un absis poligonal. 

S'accedeix al temple per dues portes, obertes en aquesta nau. La que s'utilitza habitualment es troba en el mur sud.

Està formada per dos arcs en gradació amb llinda i timpà on hi ha esculpida una creu dins d'un cercle.

En la llinda podem veure una sèrie de marques incises. En la part inferior hi ha tres línies horitzontals dins les quals hi ha incisions circulars.

En la porta es conserva part de la ferramenta romànica, on destaquen els dos tiradors. 

En el mur oest s'obre l'altra porta. Es una petita porta amb arc de mig punt adovellat.

Sorprèn la seva ubicació, en la part central del mur, just en en el punt en que s'uneixen les naus, probablement es va fer amb  la intenció d'ubicar-la el més centrada possible en el nou frontís. 

En aquest mur s'alça un campanar de cadireta de dos ulls, refet en època moderna. 

Entre el campanar i la porta s'obre una finestra de mig punt i doble esqueixada, amb arc monolític.

En l'interior del temple trobem una petita pica beneitera del segle XII. Està decorada amb un fris de petits arcs cecs de mig punt en la part superior.