Située sur une petite place, à l’emplacement de terrains achetés par LOUIS XV, l’église présente une façade inspirée par l’antiquité, avec une colonnade d’ordre toscan couronnée d’un fronton dont quatre colonnes sont engagées. Derrière ce péristyle s’aperçoit, par développement en hauteur et en largeur, le volume de la nef puis celui du clocher construit au revers de l’église. L’église est orientée Nord-Sud, comme les églises royales de Versailles, rompant avec l’orientation traditionnelle Est-Ouest du Moyen Age. Le portail central, encadré à l’origine de deux niches abritant les statues de sainte HÉLENE et de saint LOUIS, était très beau. Sainte HÉLENE, mère de l’empereur CONSTANTIN, était représentée avec la sainte Croix dont on dit qu’elle permit la redécouverte à Jérusalem en 326 ; elle figurait la Foi tandis que Saint LOUIS, patron des rois de France, évoquait la Piété. Dès 1810, on ne fait plus mention de ces niches et statues remplacées par deux portes. Le clocher, haut de 30 mètres, avait été construit en pierre meulière. Il fallut très vite le consolider en l’entourant d’une chape de pierre de taille. Il repose sur un portique soutenu par quatre colonnes, dont deux engagées, entourant une porte ouvrant sur la sacristie.

L’église se présente comme les premières basiliques chrétiennes inspirées elles-mêmes des salles de réunions romaines. Ici une nef recouverte d’une voûte en plein cintre est portée par une architrave soutenue par deux rangs de dix colonnes d’ordre dorique, cannelées à mi-hauteur, qui séparent les bas côtés.Cette « voûte à pénétration » laisse largement passer la lumière par de nombreuses fenêtres. Elle est décorée de caissons à la romaine. Le choix des proportions, qui privilégie la longueur de 36 mètres de la nef et réduit la hauteur en abandonnant le principe de la coupole à la croisée, attire irrésistiblement l’œil du fidèle vers l’autel dès son entrée dans l’église, à la différence des églises gothiques du Moyen Age, qui s’élevaient, comme la prière du fidèle, toujours plus haut vers le ciel. La largeur de la nef centrale est de 10 mètres alors que celle des bas-côtés est de 3 mètres.

Comme on peut le voir sur le plan ci-dessus, la traditionnelle croix latine se retrouve grâce aux chapelles de la VIERGE MARIE et de saint FIACRE. Au XIXe siècle, les deux sacristies, celle des chantres et celle des enfants de chœur, qui s’ouvraient latéralement sur le chœur, furent réunies en une seule.De cette sacristie, on peut accéder à la crypte superbement voûtée qui abritait les tombes des curés jusqu’au milieu du XIXe siècle.

L’autel en marbre blanc, offert par les paroissiens en 1859, mérite toute notre attention. Appuyé sur la croix, le CHRIST, « sauveur du monde », est entouré par des personnages de l’Ancien Testament annonçant le Rédempteur et liés au sacrifice : 

 ABEL l’innocent tué par CAïN, jaloux de son frère dont le sacrifice avait été agréé par Dieu au contraire du sien,
 ABRAHAM avec le bélier qu’il immolera en remplacement d’ISAAC, son fils,
 MELCHISEDECH offrant le pain et le vin du sacrifice,
 AARON, premier grand prêtre, portant l’encens signe de purification.

Des épis de blé, des grappes de raisin rappellent le sacrifice de la messe et les colombes avec le rameau d’olivier sont un symbole de paix. L’inscription gravée en lettres d’or :

HOLOCAUTOMATA PRO PECCATO NON TIBI PLACUERUNT TUNC DIXI ECCE VENIO

est tirée de la lettre de Saint PAUL aux Hébreux (X, 6-7) et peut se traduire :
« Tu n’as agréé ni holocaustes ni sacrifices pour les péchés. Alors j’ai dit : Voici, je viens ».

Installé à la tribune qui avait dû être abaissée pour éviter des résonances parasites, l’orgue actuel a remplacé l’instrument initial de 1828, acheté aux Dames Bénédictines de Saint-Cyr. Construit en 1882 par Eugène et John Abbey, facteurs versaillais, il fut inauguré le 25 octobre 1883. Son électrification date de 1958 et la partie mécanique a été restaurée en 1975 par le facteur Macier.

Autrefois installés dans la chapelle du fond à droite, où se trouve maintenant le bureau d’accueil, les fonts baptismaux ont été détruits par un incendie aux environs de 1980.
Au début de l’an 2000, la paroisse a acquis une grande vasque de marbre rouge de Vérone sur piétement de marbre vert des Indes, copie de la cuve baptismale de Chavagne (Ille-et-Vilaine), sculptée par Christian Dessane. Dans la nuit de Pâques 2000, le défilé de près de sept cents fidèles renouvelant leur profession de foi baptismale, a marqué l’inauguration de ces fonts baptismaux.

Adossée à la septième colonne de gauche, s’élève la chaire à prêcher. Elle a été commandée, en 1850, par M. le curé Hacquart qui la voulait « en coeur de chêne de la plus belle et meilleure qualité et parvenu à un état de sécheresse tel qu’il n’éprouvera aucun effet lorsqu’il aura été mis en oeuvre et que la chaire aura été posée en place ». Elle a été réalisée, la même année, par Fontaine puis sculptée par Pianet.

Sur le dossier règne un Christ universel surmonté de la colombe de L’Esprit Saint. L’abat-voix est surmonté d’une croix dominant le monde. L’encorbellement possède quatre panneaux présentant les quatre évangélistes, et entre autre :
 à droite : saint Marc dont le lion apparaît au-dessus de l’épaule droite ;
 à gauche : saint Luc avec son ange.

La croix et l’ambon sont l’oeuvre du sculpteur Philippe KAEPPELIN, à qui l’on doit aussi le mobilier liturgique de la catédrale Saint-Louis de Versailles ; ils ont été réalisés et installés en 2007.

La croix suspendue, réalisée en bois du Nord, mesure 2m60 de hauteur sur 2m42 de largeur. Sa face et ses côtés sont revêtus de plaque de cuivre soudées et clouées.

L’ambon est un coffre vertical dont le panneau central porte une plaque en laiton doré à la feuille avec une matière et des taches constituant un décor.