
De son architecture du XIe siècle, il ne reste que peu de choses ; l’église fut effectivement remaniée au gré des modes et des détériorations.
La Nef – partie la plus ancienne – date de la fin du XIe siècle. Le chœur a été allongé au XIIIe siècle. Jacques de Beaune aménage le chœur de nouveau au XVIe siècle. Il y fait placer quatre vitraux (représentants Saint-Martin, Saint-Blaise, Jacques de Beaune…) doubles et retailler les chapiteaux sur le modèle de ceux du portail de la chapelle de la Source. Les voûtes ont également été restaurées au XVIe siècle ainsi que la charpente et les fenêtres, dont quatre sont munies de beaux vitraux renaissance restaurés.
Deux périodes distinctes dans les vitraux : ceux du chœur ont été offerts par Jacques de Beaune. Ils ont traversé le temps, passé tempêtes, révolutions et guerres. Les rouges lumineux, les bleus étincelants, les mauves d’incarnat y explosent. La seconde série de vitraux est bien plus tardive : commencés en 1888 et terminés en 1921, ils proviennent des ateliers Lobin, famille de talentueux maîtres verriers tourangeaux.
L’église inscrite à l’inventaire des monuments historiques en 1946, abrite une vierge en bois ainsi qu’un Christ gisant (en terre cuite du XVIème siècle), tous deux provenant d’une mise au tombeau du XVIe siècle. En juin 1683, un violent orage avait dévasté le sanctuaire provoquant l’écroulement du clocher et de la charpente ; l’église est reconstruite en 1861, deux collatéraux sont joints à un nouveau clocher. Ce même orage avait causé d’importants dégâts dans les cultures en particulier celle du chanvre qui alimentait une industrie locale de tissage.
Au XIe siècle, Semblançay disposait d’une seconde église, aujourd’hui disparue, qui était dédiée à la vierge (c’était probablement celle du château) et d’un prieuré Saint Martin, fondé en 1075 et dépendant de Marmoutier. Il a également disparu, comme l’église Saint-Étienne-du-Serrain
L’église du Serrain fût démolie en 1800 et la commune réunit à celle de Semblançay en 1821.