L’édifice est cité dès 998 et les traces d’une église romane sont conservées. Un chœur rectangulaire a été élevé au XVe ou au début du XVIe siècle, puis la nef a été élargie vers le nord après la Réforme. Des fonds baptismaux furent taillés en 1633. Pour obtenir un temple rectangulaire, le chœur fut démoli et la nef agrandie en 1684, comme l’indique l’encadrement de la porte sud. Le clocher porte la date de 1681 sur sa façade méridionale. Au midi de la tour, la rampe d’escaliers donnant accès à la galerie porte la date 1755, mais la galerie elle-même doit être plus ancienne.
Il ne reste qu’un vitrail ancien, au-dessus de la porte méridionale. C’est une copie de l’original déposé au Musée d’art et d’histoire de Neuchâtel, représentant les armes de la bourgeoisie de Valangin, datant de 1693. Des vitraux de Paul Duckert, de l’atelier de Taizé, ont été posés dans les autres baies entre 1970 et 1976.
