Contraddistinta dalla facciata romanico-gotica e dal suo suggestivo rosone, la chiesa presenta un portale ornato da colonnette e da cornici. L'alto frontale di mezzo termina con eleganti archetti e fregi.
L'attuale assetto della chiesa dedicata ai Santi Cosma e Damiano, fratelli martiri e patroni dei medici, fu avviato nel settembre del 1922 dall'ingegnere Pavoletti. I materiali usati per la costruzione furono in gran parte quelli ricavati dalla demolizione della vecchia chiesa parrocchiale, risalente al XV secolo.
Il nuovo edificio fu solennemente consacrato otto anni dopo, nel 1930.
Il suo rivestimento esterno in mattoni ha la peculiarità di impedire agli elementi atmosferici di pregiudicarne la bellezza e la pulizia, ed inoltre dona maestosità e linearità all'intera costruzione.
L'interno è composto da tre navate con ampie arcate, e nel presbitero è conservata una pala d'altare con le figure dei Santi Patroni di Venarotta, opera datata 1948 a firma dell'artista romano Pietro Gaudenzi.
Il suo campanile raggiunge i 20 metri d'altezza.