A igreja que hoje vemos na freguesia não é a primitiva capela ou igreja onde, no século XV, já Santa Marinha era a padroeira.

Sob o ponto de vista arquitectónico, não há nada no actual edifício que faça lembrar essa época, e há na freguesia pelo menos desde o século XVII um topónimo chamado igreja velha, onde foram encontradas colunas e restos de ossadas que podem apontar para o primitivo local de culto.

O actual edifício é de uma só nave, de tecto apainelado de madeira simples, e a sua construção data do século XVIII.

Sobre a construção da igreja sabe-se muito pouco, os documentos deixam concluir que no século XVII, além do altar da padroeira, tinha apenas os dois altares laterais, - Nossa Senhora do Rosário, e o actual S. José, que era então o Santíssimo.

Texto adaptado de: «Pampilhosa oito séculos de historia» de Maria Alegria Fernandes Marques

As aberturas são rectangulares, a porta principal é dotada de friso e cornija e remate de nicho que duas aletas acompanham, no nicho S. Agostinho de pedra evoca os últimos padroeiros. A porta travessa da direita mostra friso e cornija.

Os retábulos principais e colaterais, de madeira, pertencem à segunda metade do século XVIII, tem duas colunas e pintura a marmoreado. Uma tela, naquele, fecha o camarim e representa o martírio de Santa Marinha, sendo do século seguinte. O retábulo do arco da esquerda é composto por diversas talhas do século XVII e XVIII; o da direita do século XVIII, mostra colunitas e suportes em forma de base de Hermes.

Destacam-se as esculturas de Santa Marinha de pedra gótica, pequena dos séculos XV e XVI, simples são de madeira as de São. José, Virgem com o Menino (Rosário), nos colaterais de tamanho médio do século XVIII, regulares; Cristo crucificado, grande corrente, do século XIX; Santo António, pequeno, do século XVII. A pia baptismal e uma de água benta mostram perfis quinhentistas.

A cruz processional, de prata branca, dos séculos XVI – XVII, mostra braços planos e de terminações trevadas, nó em urna antiga, sendo todas as superfícies decoradas com tarjas entrelaçadas.

Texto adaptado de: Academia Nacional de Belas Artes Inventario Artístico de Portugal Distrito de Aveiro / zona sul – 1959

Acrescente-se que, durante uma obra de conservação, se decidiu retirar a tela que representa o martírio de Santa Marinha, para que fosse restaurada.  Para grande espanto de todos, descobriu-se um altar mor em talha dourada, que estava escondido há anos.