C'est une église paroissiale, construite entre 1781 et 1786.
Elle fait l’objet d’une inscription au titre des monuments historiques depuis le 3 novembre 1991.
Le capitaine Henri Leblond, natif de Chariez, laisse un testament prévoyant une somme de 5000 F. pour que Jean-Léon Gérôme réalise une Vierge à l'enfant pour l'église (où sont enterrés ses parents), ce qui est réalisé en 1859. Le tableau, qui y est toujours conservé, fait l’objet d’un classement au titre objet des monuments historiques.
On accède à l'église par un clocher-porche. Elle possède une nef basilicale et des bas-côtés séparés par des colonnes doriques.
Sa cloche, datée de 1689, ainsi qu'un tableau du XVIe siècle représentant une Vierge du rosaire, sont eux aussi inscrits aux monuments historiques.
Depuis juin 2014, Chariez a rejoint le réseau des Petites Cités Comtoises de Caractère.