LA IGLESIA se encuentra en la parte occidental del núcleo, en la plaza de la fuente, cercana a una de las puertas de acceso al recinto amurallado, la llamada puerta de la Villa. Su construcción original se fecha hacia el siglo XIII; es, por tanto, de reminiscencias románicas aunque de ello pocas son las pruebas que nos ha dejado el devenir del templo románico, pues las diversas reformas, tanto del siglo XVI como del XVII, modificaron su planta primitiva. La traza original se aprecia bien, tanto por sus dimensiones como por su tipología, siguiendo el modelo del señorío episcopal seguntino que marcaba las pautas de realización de estos pequeños y austeros templos al inicio de la repoblación de la Marca Media en la sierra norte alcarreña. Es decir, iglesias de una sola nave orientada hacia el Este, con espadaña a los pies, ábside semicircular sustituido por una cabecera plana, y con un sencillo pórtico sin excesiva decoración, al mediodía. Es en la panda sur donde se encuentra el pórtico, elemento diferenciador del templo que nos permite datarlo en época románica. Se trata de una portada cobijada bajo un sencillo tejaroz que la resguarda de las inclemencias del tiempo. De un vano semicircular de medio punto, con tres arquivoltas en degradación, también de medio punto. Es una traza muy simple sin apenas decoración, similar a otras como Carabias y Pozancos. Las arquivoltas son de arista redondeada, excepto la interior, que es lisa y dovelada. La exterior encuadra el resto con una moldura plana que la recoge hacia la cornisa. Las arquivoltas descansan sobre una jamba lisa, en el interior, y en columnas, las exteriores, aunque están desaparecidas, pero se supone que debieron de tener capiteles de decoración foliácea, como los encontrados en las iglesias cercanas ya citadas. Se aprecia al exterior, en el muro sur, los aspillerados vanos cegados y el cambio de fábrica en la parte inferior, con sillares, respecto a la superior, construida con mampostería, lo que nos indica el cambio de estilos desde la época primitiva a la última modificación en el siglo XVII. La altura actual no se corresponde por tanto, con la original, que era de dimensiones más reducidas. Remata la altura actual una cornisa, que recorre tanto la nave como la cabecera, de canecillos lisos de igual factura, de la época de la ampliación, ya que no se han encontrado restos de canecillos reutilizados de la época románica. Tan sólo quedan evidencias de la cornisa y canecillos primitivos en los laterales del muro de la espadaña, lo que nos permite aclarar que esa altura fue la original de la nave y desde donde se realizó la elevación. La espadaña, situada a los pies, también fue modificada y elevada junto con la nave. Consta de dos cuerpos, el inferior de mampostería con refuerzo de sillar en las esquinas, y el superior de sillar, con dos huecos de medio punto para las campanas. Corona la estructura actual un pequeño cuerpo añadido para campanil. Será a partir del siglo XVI cuando el templo sufra las primeras modificaciones que van a tener lugar, como ocurre en Guijosa o en Pozancos, cuya similitud es patente. Parece ser que el cardenal Carvajal, obispo de Sigüenza a finales del siglo XV, y su visitador, Ignacio de Collantes, impulsaron la renovación de las anticuadas iglesias del obispado repartidas por un amplio territorio en torno a la ciudad mitrada. Según Arroyo, el mandato del citado visitador pudo tomarse en cuenta en la iglesia de Palazuelos a la hora de modificar su planta: Lo segundo, que se faga un gentil arco bien alto e abierto entre el coro e cuerpo de la yglesia de gentil piedra labrada para que se vea todo el coro; e que los altares menores se encaxen en el grueso de las paredes de los lados fuera de dicho arco en sendos arquillos de gentil fechura. Al interior, la iglesia es de una sola nave, reformada en los primeros años del siglo XVI, y presenta una cubierta de artesonado de madera. Los paramentos interiores aparecen lisos y sólo salpicados por algún retablo barroco encastrado en el grosor de los muros norte y sur. El paso de la nave a la cabecera se resuelve mediante un arco triunfal de medio punto muy amplio, de época de la ampliación y del gusto renacentista, según directrices del episcopado; como recoge la anterior cita: que se faga un gentil arco bien alto e abierto entre el coro e cuerpo de la iglesia. El arco descansa sobre gruesas pilastras a las que se le adosan columnas con capitel decorado con bolas de gusto renacentista, como aparece en los altares de los muros laterales. La cabecera, de planta cuadrada, se cubre con artesonado de madera que se instala para acoger en el altar mayor un retablo de la época barroca cuando tiene lugar la segunda ampliación. Según Arroyo, el retablo debió de colocarse hacia el año 1717, por lo tanto para esa fecha ya debía de haberse elevado el cuerpo de la cabecera a mayor altura para albergarlo. De grandes proporciones, destaca por sus imponentes columnas salomónicas que dividen el retablo en tres calles, situando las tablas en los laterales y las tallas escultóricas en el centro. La más importante es la de San Miguel. A los pies de la iglesia se localiza el coro alto, sin mayor importancia que la de albergar en la parte inferior la pila bautismal, que tiene características acordes con la primera época de la ampliación, con fuste cuadrado y alto que recoge una copa de pequeñas dimensiones decorada con bandas horizontales de gusto renacentista.