Assez homogène, ce très bel édifice de style gothique presque entièrement tardif se place à la croisée des influences tournaisienne et hennuyère. Il a été intégralement bâti en grès de Grandglise (Belœil) et comporte une tour de façade à la flèche élancée, trois nefs de trois travées avec en prolongement un chœur et une chapelle latérale sud à chevets semi-hexagonaux et une chapelle latérale nord à pignon. Rarissime dans la région, le sanctuaire est de type église-halle ou hallekerken, un lieu de culte dans lequel la nef principale et la nef latérale sont de même hauteur, un type d’architecture très fréquent dans les régions germaniques. À l’origine, une chapelle consacrée à la Vierge a été édifiée sur le Hautchamp après une vision miraculeuse survenue vers l’an 1100. La partie la plus ancienne conservée de ce sanctuaire est limitée à la chapelle de la Sainte-Vierge, située à l’est du collatéral nord. Le premier agrandissement de l’église a été entrepris vers 1360 à l’initiative de Jean de Berlaymont, seigneur de Floyon (aujourd’hui en France mais, à l’époque, dans le comté de Hainaut). Les autres parties du bâtiment ont été édifiées au plus tôt, semble-t-il, à partir du dernier tiers du XVe siècle. La tour s’inspire fortement de celle de Saint-Julien d’Ath, terminée en 1462. Plus tard, en 1624, l’église est consacrée par l’évêque de Cambrai, événement qui nous indiquerait la fin des travaux. La date de 1630, présente au côté des armes de la famille de Ligne, est toutefois présente sur une colonne du collatéral sud. Un aménagement favorisé par cette prestigieuse famille pourrait signifier le stade ultime du chantier. En plus d’afficher une remarquable architecture, l’église de Pommerœul abrite une quantité d’œuvres d’art allant du XIVe au XIXe siècle.
Classement comme monument le 30 mai 1936