L’ancienne église de Lentilly fut remplacée en 1858 et démolie en 1890. La construction d’une nouvelle église fut décidée, car l’ancienne avait subie de graves dommages suite à une tempête.
Celle-ci était modeste : une seule nef avec deux petites chapelles formant transept, celle de la Sainte Vierge côté nord, et celle de Saint-Denis côté sud.
La montée du clocher avait son entrée dans le cimetière. Son orientation était est / ouest. Il ne subsiste que des traces de la chapelle de la Vierge et les fonts baptismaux.
L’église actuelle est d’un style « bâtard » tirant sur le roman.
Son orientation est sud-est / nord-ouest. Le clocher se termine par une flèche élancée, bien qu’à l’origine celle-ci n’avait pas été prévue. La construction a été réalisée par l’entreprise Ringuet de Civrieux d’Azergues, selon les plans de M. Benoit, architecte à Lyon.
Le devis estimatif de la construction s’élevait à 57.677,40 F.
Des travaux de restauration du clocher ont été réalisés en 1984, puis en 1994 travaux de restauration intérieure avec création d’un espace sacré dans l’esprit du Concile Vatican II, mise en valeur de l’édifice.
Les abords de l’église ont été par la suite réhabilité par la création d’un espace public dans une partie du jardin du presbytère.