L'église, placée sous le vocable de Saint Denis a connu trois étapes de construction : - le clocher, l'abside et la travée sous clocher de style roman constituent les parties les plus anciennes, du début du XIe au début du XIIIe. - la nef, avec sa voûte en berceau brisé, est d’époque gothique. - au XIXe siècle, on décide la construction de la sacristie (1821) et l'adjonction de bas-côtés (1845-1846).

L'église de Péronne a été cédée au Xe siècle à l'abbaye de Cluny, qui y a établi un de ses doyennés. La façade de l'édifice est peut-être la partie la plus ancienne avec son appareil en « opus spicatum » (en forme d'arêtes de poisson). Le clocher a été surélevé d'un niveau au XIXe siècle. A voir : deux linteaux sculptés (Xe ou XIe siècle) encastrés dans les murs de la nef, dont l'un représente un coq et l'autre deux lions affrontés autour de l'Arbre de Vie de la Genèse.