Die an erhöhter Stelle im ursprünglichen Ortszentrum errichtete romanische Kirche wurde in der Spätgotik sowie im 18. Jahrhundert mehrmals umgebaut. Das äußere Erscheinungsbild des Baues wird durch den hohen wuchtigen Westturm geprägt, der das Schiff weit sichtbar überragt. Dieser ist im Kern romanisch, erkennbar an den vermauertenkleinen Rundbogenfenstern der Nordseite. Turmhaube von 1844. An ihn schließt nach Osten der gleichbreite Kirchsaal mit polygonalem Schluss an.

Im Inneren wurde bereits im Mittelalter das Chorgewölbe entfernt und von einer Flachdecke ersetzt, der Saal wird heute von einer Muldendecke geschlossen. Vom Gewölbe sind zwei Konsolen erhalten. Besonders eindrucksvoll wirkt der Innenraum durch seine spätgotischen Wandmalereien, die fast die gesamte Wandzone überziehen. Im Chorscheitel befindet sich eine Christusfigur, um die sich in zwei Registern Heilige, Märtyrer und Apostel scharen, so dass sich im Typus eines Allerheiligenbildes ein Figurenensemble von über 20 Personen zusammenfindet. An den Längswänden folgen jüngere Szenen, welche die Passion Christi illustrieren. Als Abschluss dieses Programms fungiert eine Christusdarstellung in einer Mandorla über dem Eingang. Ergänzt wird die Malerei durch spätgotische Ranken- und Maßwerke. Die Orgel stammt aus dem 18. Jahrhundert.

Die Kirche von Datterode ist mit den Grabsteinen aus ortsgeschichtlichen, künstlerischen, städtebaulichen und wissenschaftlichen Gründen Kulturdenkmal.