Construido en el mismo lugar donde estaba el anterior templo románico, es uno de los edificios religiosos más importantes de su época en el Camp de Tarragona. Las obras de construcción se iniciaron en 1776 y fue bendecido en 1790. El autor de la traza original de la iglesia, de un gran rigor geométrico, fue el arquitecto Joan Antoni Rovira y Fraga, con la intervención posterior, principalmente en la traza del campanario, del también arquitecto Josep Prat y Delort, mientras que el arquitecto Josep Carafí se hizo cargo de la dirección de la obra y fue el autor de la talla de varios elementos escultóricos.
La iglesia es de estilo clasicista con ciertos rasgos barrocos; su fachada es de líneas clásicas, rematada con un frontón triangular flanqueado por dos airosos jarrones. También la portada es presidida por un frontón, en este caso semicircular, sobre el que hay una hornacina con la imagen del patrón. A ambos lados de la puerta están los escudos de los Queralt, señores del Catllar y de la ciudad en el momento de su construcción.
El campanario, magnífico por su diseño y cuidada ejecución, todo de sillares de piedra como la fachada, es un elemento primordial del edificio parroquial. Tiene un primer cuerpo de planta cuadrada, un segundo octogonal, con esbeltos ventanales, y un tercero, también octogonal de diámetro más pequeño, con adorno de balconcillos con jarrones en ambos lados de cada ventanal; la finalización es una cubierta barroca muy grácil con ventanales ovalados decorados.