LO PRIMERO que ha de advertirse al hacer referencia a la iglesia de San Pelayo de Olloniego es que el templo actual, además de haber sido construido en los primeros años del siglo XX, se levantó en un solar diferente al que ocupaba la iglesia románica original; ésta se encuentra hoy convertida en capilla funeraria, dentro del actual recinto del cementerio, frente al llamado conjunto medieval de Olloniego, conformado por los ya mencionados Torre de Muñiz y puente. De la iglesia románica de San Pelayo de Olloniego apenas se conservan restos significativos; tan sólo el tramo correspondiente a la cabecera. Se trata de un ábside semicircular precedido de un breve tramo recto y cubierta abovedada, bajo cuya cornisa se disponen varios canecillos de aspecto sencillo y desornamentado. El arco triunfal, que hoy hace las veces de puerta de acceso, presenta una única arquivolta de perfil apuntado, y apea sobre jambas coronadas por capiteles de trazas muy sencillas. En el interior, una nueva línea de imposta, apenas moldurada, recorre todo el paramento hasta llegar a la ventana de saetera abierta en el centro del ábside. Se conserva un altar, de formas prismáticas, aunque muy deteriorado, policromado en su cara frontal de forma muy austera. Se trata de un gran rectángulo central, de color negro ceniza, enmarcado por una cenefa que alterna los dibujos de rosetas y cruces inscritas en círculos, en tonos blancos, ocres y rojos. San Pelayo de Olloniego es un templo de cronología avanzada, pero que mantiene una estructura arcaizante, fenómeno que no resulta extraño en las iglesias de carácter rural. Sería deseable efectuar tareas de limpieza y consolidación de una estructura ya muy deteriorada por el abandono y la humedad, y que debería ponerse en relación con el vecino conjunto medieval.