Il principale edificio di culto di Fiumalbo sorge sulla piazza e costituisce nel suo insieme architettonico il fulcro urbanistico del centro storico.
Le vicende costruttive dell’edificio sono alquanto complesse per i rifacimenti e ampliamenti che si sono succeduti nel corso dei secoli. La primitiva costruzione, risalente al 1220 era di ridotte proporzioni, con la facciata posta ortogonalmente all’asse attuale. Aveva una sola navata a cui successivamente, forse verso i primi del secolo XVI, se ne aggiunse una laterale. Interamente costruita in pietra, aveva copertura a capriate.
Di quell’antica struttura rimangono importanti testimonianze scultoree del portale e del fonte battesimale.
Alcuni di tali frammenti con figure di soldati, di donne e di cavalieri, oltre ad elementi decorativi con tralci di vite, sono collocati attualmente in fondo alla navata sinistra e dietro l’altare maggiore. Mentre stilisticamente sono riconducibili alla cultura romana di Wiligelmo, l’interpretazione dei soggetti è tuttora controversa: il bassorilievo - già architrave dell’antico portale - noto come “Battaglia di Fiumalbo” potrebbe riferirsi ad un episodio bellico locale, mentre gli altri alle vicende dei Templari o alla storia di Adelaide.
Nel 1592 la chiesa viene rifatta, utilizzando materiale della vetusta costruzione, cambiato l’asse di orientamento e trasformato il fianco sinistro in facciata dove si apre il portale con elegante protiro rinascimentale su mensole.
L’interno a tre navate, di belle proporzioni e con colonne monolitiche di arenaria ha le prime arcate scolpite su capitelli di tipo toscano; successivamente fu sopraelevata la navata mediana dotandola di ricchissimo soffitto intagliato, a cassettoni, del secolo XVII.
Numerose sono le opere pittoriche, le sculture e gli arredi conservati. Fra i quadri, una tavola cinquecentesca con la Madonna e Santi attribuita al Saccaccino, altra tavola cinquecentesca col Redentore di scuola toscana, la tela dell’abside con martirio di San Bartolomeo, opera eseguita da Adeodato Malatesta nel 1837.
Notevoli anche i due altari lignei seicenteschi del Rosario e dell’Addolorata e il coro.
Ricchissimo l’insieme degli arredi sacri, dei paramenti e delle argenterie che formano indubbiamente il più importante complesso del genere nell’alto Frignano. L’opera più celebre è la croce in lamina di argento, detta di Fiumalbo, del 1494 firmata dagli orafi modenesi Antonio e Jacopo da Porto, che ha le figure degli Evangelisti, del Crocifisso e del Padre Eterno. Da segnalare anche una statuetta argentea della Madonna, opera romana del Borroni, e una sontuosa croce astile di argento sempre di produzione romana, datata 1747.