Obra probablemente de origen románico y reformada en el siglo XVI, la parroquial de Palazuelo se construyó en sillería de granito a excepción de los muros laterales de la cabecera, que son de mampuesto. Sigue la común construcción de planta de nave única separada en tramos por grandes arcos diafragma, cabecera cuadrangular más estrecha que la nave y espadaña a los pies.

Sus pinturas murales que podrían corresponder a dos manos diferentes, se localizan en el primer tramo de la nave, concretamente en el muro del Evangelio y paramento izquierdo del arco de Gloria y en el paramento derecho del mismo arco.

Las primeras se encuadran en tres registros, dotando al conjunto de una clara intención narrativa. Se escenifican los diferentes momentos de la Vida y Pasión de Cristo según los textos evangélicos (Anunciación, Oración en el huerto, Flagelación, Resurrección…), cuya finalidad era la de dar a conocer de una forma muy clara las sagradas escrituras a los feligreses del momento. La calidad de las pinturas es más que discreta, pero tienen esa gracia ingenua que las hace apreciables y atrayentes. Este panel inicial tiene continuidad detrás del retablo barroco que se encuentra a su lado, donde seguramente se conserven más escenas.

Por lo que respecta al arco de Gloria se ha de establecer una clara diferenciación, pues el costado izquierdo es una continuación de las escenas anteriormente descritas. Presentan las mismas características formales y división en tres registros, redundando sus temas en los motivos pasionales como la representación del Calvario y sobre este otro encasamiento con la figura de Dios Padre. No ocurre lo mismo en el lateral derecho, donde encontramos una escena está enmarcada con una gruesa cenefa de soga y dividida mediante doble arcada y columnilla central. Bajo ella reconocemos a las mártires Santa Bárbara y Santa Brígida, portada sus atributos iconográficos. Su tamaño y factura indica que fueron realizadas por una mano distinta a las de las pinturas anteriores y aunque su calidad tampoco es comparable desbordantes sí se aprecia cierto interés dibujístico y en la representación de los detalles.