La chiesa si innalza su quella che era stata l’acropoli di età peuceta e poi romana. Il nuovo complesso fu edificato a spese del nobile bitontino Sergio Bove nel primo decennio del XIV sec. ed è giunto a noi assai modificato. Solo il coro e la facciata principale conservano la struttura antica. Preceduto dall’alto sagrato su ampia gradinata, il portale di forma rettangolare è sovrastato da un’elegante trifora goticheggiante. La facciata è fiancheggiata da un campanile a tre ordini del ‘600 con un bulbo a cipolla e iscrizione ‘SANCTUS IMMORTALIS, SANCTUS DEUS FORTIS, MISERERE NOBIS’ , ‘Dio, santo, immortale e onnipotente, abbi pietà di noi’. L'interno è costituito da un'aula di grandi dimensioni. Il soffitto ligneo fu sostituito agli inizi del XIX sec. dall’attuale, con copertura a cupola. Di conseguenza furono murate le antiche finestre e aperte le attuali di forma semicircolare e si sovrappose lo stucco sugli elementi trecenteschi.
Gli eleganti altari laterali con colonne e cornici sporgenti appartengono ad un rifacimento del XVI sec., mentre il pavimento in maiolica fu posto nel XVIII sec. La chiesa è ricca di preziosi altari cinquecenteschi e sculture alto medievali. Nella prima cappella a destra ci sono resti di affreschi che rappresentano la Vergine con Bambino e San Francesco. L’altare principale è stato rifatto nel secolo scorso. Molto interessante è la zona absidale dove, oltre alle lastre tombali delle famiglie Bove e
Planelli, è visibile un affresco raffigurante San Francesco d’Assisi che riceve le stigmate. L’opera è attribuita a Pandus, un artista attivo a Bitonto nella seconda metà del XV sec., lo stesso che firma un affresco nella chiesa di Santa Maria della Chinisa.
