La chiesa presenta uno stile tardo barocco confacente alla sua data di fondazione; a pianta ottagonale venne innalzata su una precedente struttura di dimensioni assai ridotte. La porta dell’ingresso, rivolta ad ovest, è leggermente arretrata rispetto alla strada pubblica. La chiesa si sviluppa in altezza e la stessa facciata, per enfatizzare lo slancio, presenta due ordini differenti e un’armonica successione di pieni e vuoti. Nella parte inferiore prevalgono le linee verticali mentre nella parte superiore le linee orizzontali del frontone ne addolciscono il contrasto.
Sopra il portale d’ingresso è stata eseguita una cornice che custodisce l’affresco mosaico rappresentante un angelo ad ali spiegate recante i simboli distintivi dei due santi patroni di Vairano: la scritta “Humilitas” di San Carlo Borromeo ed il giglio fiorito di Sant’Antonio da Padova.
L’interno si presenta a navata unica con la scansione alle pareti di lesene con capitelli corinzi; le pareti presentano una sapiente armonia di spazi vuoti e pieni e il movimento delle strutture viene esaltato dalla trabeazione mediana che, spezzandosi e riprendendosi, corre come una fascia interna in tutta la chiesa. Al suo interno dietro all’altare è conservata una tela, recentemente restaurata, raffigurante la Vergine seduta su una nuvola con in braccio il Bambin Gesù mentre inginocchiati su una predella e ritratti di profilo perchè rivolti alla Madonna vi sono i due santi patroni della chiesa di Variano: a sinistra San Carlo Borromeo ed a destra Sant’Antonio da Padova.
La chiesa presenta una copertura a tetto anche se originariamente doveva presentare una cupola.
1742 – L’istrumento notarile del 20 settembre 1742 fissava l’accordo tra il conte don Giulio Visconti Borromeo Arese, che donava il terreno e il materiale edile, e la comunità cristiana di Vairano, che s’impegnava a sostenere le spese della celebrazione delle Messe festive e a provvedere alla manutenzione della chiesa e della casa del cappellano.
1742 – La costruzione della chiesa ebbe durata molto breve, solo un anno.
1743 – I lavori vengono conclusi nel 1743 e nel medesimo anno la Curia Vescovile di Pavia dà l’assenso alla Benedizione dell’Oratorio e alla possibilità che in esso inizino le celebrazioni liturgiche.
1743 – Collocazione della tela raffigurante la Vergine con il bambino, Sant’Antonio da Padova e San Carlo Borromeo.
1778 – Come si evince dalla data incisa sulla torriccella la torre campanaria venne innalzata nel 1778.
1985 – Nel 1985 venne avviata la pulitura cromatica della tela ad olio raffigurante la Vergine con il bambino, Sant’Antonio da Padova e San Carlo Borromeo.
1988 – Sono stati eseguiti lavori di restauro alla facciata dovuti al pessimo stato conservativo.
1996 – Sono stati esguiti lavori di riordino dello spazio antistante la facciata e del sagrato.