Vahetult pärast 1227. aasta vallutust rajati Valjalast mitte kaugele muinaslinnusest kivikabel - selle müürid moodustavad praeguse kooriruumi seinte alumise osa. Kabeli lõunaküljel paiknes käärkamber. Peagi kaunistati kabel maalingutega, millest on säilinud fragmendid põhjaseinal.

1240. aastal alustati kiriku ühelöövilise pikkihoone ehitamist, nii et algkabel jäi kooriruumiks. Esialgu jätkati veel romaani stiili vormides. Kõik portaalid on ümarkaarsed. Nähtavasti said nad Jüriöö ülestõusu ajal tugevasti kannatada ja neid on hiljem rekonstrueeritud. Seevastu ehitise kõrgemates tsoonides - akende ja võlvide juures - näeme juba uuele stiilile vastavat teravkaart. Uued meistrid tulid nähtavasti Varnhelmist, Rootsist. Võlvidepealne oli kohaldatud redupaigaks: võlvidele viiv trepp ei alga põrandapinnalt, vaid trepiuks võidukaare lõunaküljelt paikneb umbes 3 m kõrgusel. Seega pääses üles üksnes redeli abil.

4. saj. II poolel ehitati kirikule uus polügonaalne koorilõpmik. Torn, mis omapäraselt paikneb kiriku lõunaküljel käärkambri peal, valmis tõenäoliselt alles 17. saj. Torni müüritises leidub arvukalt arhailiste trapetsiaalsete hauaplatside fragmente. Nimetatud kujuga arhailisi hauakive on leitud üksnes Lääne - Eestist. Vähemalt osa neist peaks ulatuma tagasi muinasaega.

Altariseina on valmistanud 1820. aastal Kuressaare tisler Nommen Lorenzen. Peale keskaegse ristimiskivi äratavad sisustuses tähelepanu veel kaks barokset epitaafi (pastor A. Fregius - 1664, C. Berg - 1667). Vitraazid on loonud D. Hoffmann alates 1970. aastatest. Nendega pandi alus klaasimaailma uuele traditsioonile Eestis.

Välisvaade - Ajavahemikus 1240 - 1270. valminud kiriku massivseid seinu ilmestavad kaksikaknad. Kontrastina neile arhailistele vormidele mõjub 14. saj. II poolel, nähtavasti pärast Jüriöö ülestõusu (1343 - 1345) aegseid purustusi lisatud polügonaalne koorilõpmik. Hoolikalt tahutud kiviplokkidest ehitist iseloomustavad rafineeritud hilisgootilised vormid. Ilmselt on siin töötanud Kesk - Euroopa päritoluga meistrid, kes on ehitanud ka Kuressaare linnuse.

Ristimiskivi - Lõppevasse romaanikasse kuuluv Valjala ristimiskivi on üks vanimaid raidkiviteoseid Eestis. Oletatavalt on ta valmistatud Haapsalu toomkiriku jaoks ning alles hiljem sattunud Saaremaale. Ristimiskivil domineerib hilisromaani spiraalväät. Umbes samasugust dekoori võib näha Riia toomkirikus ning arvatavasti on mõlemad loonud sama Vestfaalist pärit meister.