La chiesa dalle splendide decorazioni scolpite, pregevoli sia  nell'interno che nei coronamenti absidali e del lato sud, si trova nel cimitero di Montiglio Monferrato, un po' fuori dall'abitato, in via Padre Carpignano.
Per raggiungerla dalla Valle Versa bisogna salire a Montiglio Monferrato, giunti nella piazza principale girare a destra e poi nuovamente a destra al termine della piazza stessa, seguendo le indicazioni per la chiesa.
Dopo circa 200 metri svoltare a sinistra, seguendo la segnaletica, uscendo praticamente dall'abitato. Proseguire ancora per circa 500 metri: si giunge così al cimitero e la chiesa è nel punto più alto del cimitero stesso; ci si accede a piedi percorrendo un viale di cipressi.
E' sempre possibile ammirare l'esterno dell'edificio, mentre per visitarne l'interno bisogna contattare l'ATL di Montiglio Monferrato allo 0141-994006 oppure il Comune di Montiglio Monferrato allo 0141-994008.
 

La chiesa di San Lorenzo viene citata per la prima volta nel X secolo in un elenco delle chiese vercellesi.
Nel 1343 in un atto notarile sono citati come testimoni il pievano della chiesa Giovanni de Mirolio ed il canonico Giacomo.
Nel 1474 con la nascita della nuova Diocesi di Casale, San Lorenzo viene assorbita.
Nel 1577 il vescovo Ragazzoni, nella visita pastorale, viste le pessime condizioni della chiesa divenuta cimiteriale, ordinò la costruzione di una nuova chiesa parrocchiale.
Nel 1584 la visita del vescovo Carlo Montiglio trovò la nuova chiesa non ancora ultimata e San Lorenzo mele in arnese.
All'inizio del '600 il vescovo Pascale trovò la chiesa riparata, con un solo altare.
Nel 1783 la chiesa, soprattutto il tetto era in pessime condizioni. Seguirono una serie di lavori di restauro e ricostruzione che deturparono l'impronta romanica.
Nel 1788 vengono ricostruiti i tetti e i muri perimetrali, compresa l'abside centrale; durante questi lavori scompaiono le due absidi delle navate laterali.
Nel 1793 viene ricostruita la facciata e i due vani rettangolari ai lati dell'abside.
Nel 1796 viene costruita la volta a botte e le cappelle a pianta semi esagonale.
Nel 1952 furono compiuti alcuni lavori di consolidamento dovuti alle alluvioni dell'anno precedente.
Nel 1959 furono ultimati i lavori iniziati nel 1955 che videro il rifacimento dei tetti delle navate laterali, rinforzi delle fondamenta, rifacimento totale della facciata, costruzione del muro ai fianchi della stessa facciata, 

La pianta dell'edificio è a croce rettangolare a tre navate, nelle laterali sono state ricavate 6 cappelle a pianta semi esagonale e due a pianta rettangolare, vi è una sola abside semicircolare centrale; la chiesa misura circa 16 metri di lunghezza per una larghezza di circa 8 metri che divengono 10 metri nella zona pre-absidale.

L'anonima facciata è a capanna e fu ricostruita nel 1959. Vi è il portone d'ingresso e più sopra un rosone circolare

La parete sud ha la muratura di blocchi squadrati di pietra. 
Navata laterale, la più bassa: vi sono tre monofore con arco a tutto sesto ricavato in un monolite ed una porta d'ingresso nel transetto. Il suo coronamento è costituito da una cornice non decorata in pietra.  
Navata centrale: non presenta alcuna finestra; il coronamento vede archetti pensili intrecciati poggianti su mensoline lavorate, una diversa dall'altra, con più in alto una cornice scolpita a motivo floreale.

L'abside semicircolare ha la muratura in blocchi di pietra squadrata intervallati orizzontalmente da file di mattoni. Vi sono due monofore senza motivi ornamentali, con arco a tutto sesto ricavato in un monolite di roccia. Il coronamento presenta una cornice con motivo a losanghe, realizzate in pietra e cotto, poggiata su mensole in pietra scolpite, alcune raffigurano delle teste, e più sopra una cornice decorata a billettes in pietra. Solo sui fianchi absidali, in alto, si vede una cornice in pietra con motivo ad intreccio.

La muratura della parete nord è simile alla sud: blocchi squadrati di arenaria.
Navata laterale: ci sono tre monofore con arco in pietra a tutto sesto monoblocco. Il coronamento vede una cornice non decorata in pietra.  
Navata centrale: non vi è nessuna finestra; il coronamento vede archetti pensili semplici poggianti su mensoline, con più in alto una cornice scolpita con motivo a treccia.

All'interno si nota che le prime tre campate delle navate laterali sono state trasformate in cappelle a forma semi esagonale, ciascuna con una monofora con arco a tutto sesto monolitico scolpito con motivi diversi. I pilastri con pianta a croce che sorreggono le campate sono stati murati per oltre un quarto per ricavare le cappelle. Gli stessi pilastri presentano verso la navata centrale delle colonne semicircolari nella fila sinistra,  mentre la fila destra mostra delle lesene piatte con inciso il motivo a spina di pesce. I basamenti dei pilastri sono circolari nella fila sinistra mentre sono rettangolari nella fila destra. Tutti i pilastri hanno i capitelli riccamente scolpiti, ciascuno diverso nel motivo.
Le arcate delle cappelle hanno una fascia in pietra scolpita a billettes, presente anche come cornice all'inizio del soffitto a botte, questo realizzato in mattoni. In corrispondenza dell'inizio del catino dell'abside vi è un arco romanico, di minor raggio della volta, fatto con conci di pietra e mattoni.
L'altare è molto recente ed è in muratura con tavolo in pietra di luserna.
L'abside semicircolare, delimitato ai due fianchi da due semicolonne con capitelli, ha due monofore; la muratura è di blocchi squadrati in pietra con qualche inserto orizzontale di mattoni laterizi. Presenta lungo tutto il perimetro due cornici orizzontali in pietra, la prima è posta sotto le monofore e scolpita con motivo a billettes, l'altra, sempre con decorazioni, delimita in alto l'inizio del catino absidale, questo costruito in mattoni.