Kościół znajduje się w środkowej części Dzietrzychowic, na niewielkim wzniesieniu przy drodze Żagań-Brzeźnica. Otoczony jest kamiennym murem z bramą umieszczoną po stronie południowej. Przed bramą stoi średniowieczny, kamienny krzyż pokutny. Świątynia jest budowlą gotycką, orientowaną. Jednonawowy korpus główny oraz przylegające do niego od wschodu nieco węższe, prosto zamknięte prezbiterium, wzniesiono z kamieni narzutowych. Pierwotne mury zachowały się w pełnej wysokości na całym obwodzie ścian. Po stronie północnej prezbiterium znajdują się zakrystia i kaplica, po południowej kruchta. Nawa, prezbiterium i przybudówki nakryte są dachami dwuspadowymi krytymi dachówką karpiówką. Wieża, usytuowana po zachodniej stronie korpusu, została założona na rzucie zbliżonym do kwadratu. W dolnej partii ma formę prostopadłościanu, górnej kondygnacji nadano formę graniastosłupa, który zamknięto ośmiospadowym, uskokowym hełmem. Naroża wieży wzmocniono przyporami. Otynkowane elewacje artykułowane są niesymetrycznie rozmieszczonymi otworami okiennymi i drzwiowymi. Okna zróżnicowane pod względem wielkości zamknięte są łukiem odcinkowym i łukiem pełnym. Główne wejście umieszczone w osi ściany pd. nawy ujęte jest ostrołukowym portalem uskokowym. W elewacje wmurowane są kamienne płyty epitafijne pochodzące z XVI i XVII w. Wewnątrz zachowały się późnośredniowieczne drzwi do zakrystii. Na północnej ścianie prezbiterium znajduje się barokowe epitafium jednego z członków rodu von Promnitz. Do zabytkowego siedemnastowiecznego wyposażenia należą: ołtarz, empora muzyczna, konfesjonał, ambona z 1691 r. z figurami datowanymi na ok. 1500 r. oraz obrazy z XVII-XVIII w.: „Zesłanie Ducha Świętego”, „Chrystus z Uczniami”, „Ukrzyżowania”, „Ścięcie Jana Chrzciciela”, „Św. Jadwiga”, „Św. Jan Ewangelista”, „Św. Augustyn’ i „Św. Antoni z Padwy”. Dzwon w wieży pochodzi z 1448 r. Manierystyczna kaplica grobowa jest sklepiona kolebą ozdobioną polichromią o tematyce roślinnej. W krypcie złożono szczątki przedstawicieli rodu von Promnitz. Zachowało się potrójne epitafium z 1622 r. z całopostaciowymi figurami Catariny, Hansa i Heleny von Promnitzów.