En 1851-1852, les Montanais reconstruisent la chapelle de 1704 d’après les plans de l’ingénieur sédunois Eugène de Riedmatten. Vers 1930 l’église devenue trop petite est remplacée par un nouvel édifice construit de 1934 à 1939 sur l’ancien cimetière, tandis que le clocher de 1854, partiellement modifié en 1879, est conservé.

Consacrée le 9 octobre 1939, la nouvelle église – conçue par l’architecte Lucien Praz – illustre le renouveau de l’art sacré en suisse romande dans l’entre-deux-guerres. Les autels du XVIIIe siècle avec le retable baroque de la Vierge, entourée des saints Grat et Théodule et le retable rococo de saint Grat témoignent quant à eux de la piété des générations passées.

Dans le choeur, Paul Monnier s’est inspiré des évangiles de saint Jean et de saint Luc pour représenter la crucifixion, en peignant aussi des paroissiens montanais et des saints vénérés en Valais. En 1971-1972, ce même artiste réalise les vitraux figurant la vie du Christ et de la Vierge.

Classé monument historique en 2005, l’édifice est rénové en 2007 par l’architecte Pierre-Olivier Genoud, qui en dessine le mobilier contemporain.