La chiesa ha un impianto a navata unica, orientata, conclusa da abside semicircolare.
Lungo il lato meridionale, longitudinalmente rispetto alla navata, si trova la sagrestia, mentre il campanile è costruito sull’angolo nord-orientale.
Il corpo longitudinale è coperto da una volta a botte che poggia su un cornicione aggettante; le pareti laterali sono ritmate da arcate cieche.
In controfacciata si aprono finestre triangolari che danno luce all’interno e, attraverso una balconata, si accede all’organo.
La zona presbiteriale è leggermente rialzata (un solo gradino) rispetto alla navata e non vi sono balaustre marmoree di separazione.
L’abside è coperta a semicatino con unghiature entro le quali si aprono finestre quadrangolari.
All’esterno, la facciata barocca ha profilo a salienti con volute di raccordo e fastigio timpanato; l’ingresso principale è inquadrato da un piccolo portico.
XIII – La prima notizia della chiesa si trova nel Liber Notitiae di Goffredo da Bussero del XIII secolo. Alla metà del XIV secolo, i domenicani di S. Eustorgio giunsero a Castelletto e vi fondarono una grangia. Il 18 ottobre 1541 la parrocchia venne loro affidata alla condizione che celebrassero il rito ambrosiano. Dalla relazione di Francesco Cermenati, visitatore del 1566, emerge che i frati possiedono una casa piccola accanto alla chiesa e un grande cortile con un torchio.
1605 – Il 24 novembre 1605 il cardinale Federico Borromeo visita personalmente la chiesa che in quel momento si stava restaurando: la ricostruzione nelle attuali forme barocche della chiesa è ricondotta all’attività del Richino. Nel 1646 anche il prevosto di Dairago visita la chiesa e attesta che da poco è stata costruita sul lato sud una cappella dedicata alla Madonna. Il 10 dicembre 1652, con la bolla “Instaurandae”, papa Innocenzo X soppresse i piccoli conventi: i domenicano rimasero presso la grangia di Castelletto perchè importante per le finanze di S. Eustorgio ma la parrocchia venne affidata al clero diocesano. Nel 1711 accanto alla cappella della Madonna venne costruito il Battistero. Le mappe del catasto di Carlo VI del 1722 mostrano l’impianto del convento sostanzialmente uguale a quello attuale.
1781 – Con l’espulsione degli ordini religiosi dalla Lombardia, i beni dei domenicani vennero confiscati e venduti. Il convento venne acquistato dal signor Cristoforo Bovara che garantì l’abitazione del parroco e si accollò gli oneri di manutenzione della parrocchiale.
fine XVIII – Viene costruita la nuova sacrestia sul lato meridionale, dove precedentemente era il cimitero.
1895 – Il pavimento in mattoni viene sostituito con mattonelle in cemento.
1923 – L’interno dell’edificio viene tinteggiato e decorato tra 1923 e 1924. Nel 1929 l’altare maggiore viene restaurato e nuovamente consacrato.
1987 – Tra il 1987 e il 1988 vengono realizzati l’impianto di riscaldamento e il nuovo pavimento in granito rosso di Baveno. Nel 1997 vengono sistemati anche il presbiterio e l’altare maggiore.