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).

Au XVe s., un certain Botier serait tombé et décédé à l’emplacement de l’actuelle chapelle. Ses proches, notables de La Clayette, auraient alors érigé une croix en sa mémoire et, plus tard, une chapelle. Au fil du temps, la chapelle a acquis une importance de plus en plus grande, et a dépassé son statut de simple chapelle commémorative. Le 19 janvier 1794, la chapelle a été fermée par ordre du Conseil de surveillance de la Révolution, parce qu’elle servait de retraite à des fanatiques. Après la Révolution, la famille De Noblet a décidé de racheter la chapelle, afin de la rendre au culte. Le Marquis Louis-Marie-Abel De Noblet a réalisé de gros travaux afin de rendre à l’édifice son lustre d’antan, et en remerciement des grâces accordées par le Seigneur à sa famille durant la Première Guerre Mondiale. ?Malgré les travaux et l’enthousiasme de la population vis-à-vis de sa nouvelle chapelle, l’engouement a pourtant été de courte durée et l’entretien de l’édifice abandonné. En 2015, la famille De Noblet a décidé de céder la chapelle à la municipalité de Varennes-sous-Dun pour un euro symbolique. Suite à cet achat, l’association des Amis de la Chapelle de la Croix-Bouthier (ACCB) a été créée pour faire revivre l’édifice. Depuis lors, de nombreux travaux et rénovations ont été réalisés.