La nef de l’église comportait sept travées, soutenues par des moulures prismatiques et sans chapiteaux. Les voûtes étaient de pierre. Elles n’avaient pas été terminées. L’abside était de forme polygonale.
L’église possédait deux clochers. Un petit clocher sur le faîte du chœur était en charpente recouverte d’ardoise. Le plus important était au bas de la nef. Son coq dut être remplacé en octobre 1642 suite à une tempête.
Il n’y avait pas de portail occidental. Des maisons avaient été construites contre le mur pignon. On entrait dans l’édifice par des portes latérales. Celle du nord donnait dans la rue St-Denis (qualifiée souvent dans les actes de “Montceau-St-Denis” à cause d’une légère élévation de terrain encore perceptible), celle du sud s’ouvrait sur un passage qui menait vers la rue des Halles par un passage entre les maisons.
L’église fut supprimée en 1791 et vendue avec son presbytère le 6 mars 1792 pour une somme de 101.500 livres. Un passage tracé à travers l’église désaffectée, entre la rue St-Denis et la rue des Halles amena la destruction du bas-côté nord et de l’abside. Le reste de l’édifice avait été converti en magasins.

Avant la seconde guerre mondiale, des vestiges étaient encore visibles rue St-Denis et rue des Halles.
Les premiers incendies de la guerre les firent presque entièrement disparaître. Véritablement soufflées par les bombes dans la journée du 8 mars 1943, les ruines, déjà calcinées par le gigantesque brasier de la mi-juin 1940, se résumaient essentiellement à un pan de mur, percé de fenêtres ogivales, et quelques piliers.
La reconstruction leur fut fatale. En dehors du nom de la rue St-Denis, il ne reste plus rien pour rappeler à la fois une ancienne paroisse méconnue et un édifice gothique rouennais disparu.