Nr. Onsild Kirke består af et romansk kor og skib samt et sengotisk tårn i vest. Den romanske bygning er opført af granitkvadre på skråkantsokkel.
Store dele af ydermurene er omsat i nyere tid, med undtagelse af nordsiden og den tilmurede kvindedør. Den kirke, der står i dag, er den tredje på stedet og mindre end den forrige. Ved restaureringen i 1982 blev koret understøttet med en betonmasse for at forhindre yderligere udskridning.
Skibet har fladt loft, mens der i koret i gotisk tid er indbygget et krydshvælv. Tårnet, af genanvendte kvadre og munkesten, har haft en åben spidsbue i vestsiden, som blev tilmuret i 1898. Samme år blev våbenhuset revet ned og først derefter blev der indgang til kirken igennem tårnet. De øverste partier af tårnet blev ombygget med mursten i 1700-tallet og bærer indskrifterne MK og AMW, (Morten Kirketerp og Anne Marie Wedege 1740), navnene på kirkens patron og hustru.
I Korbuen er en smuk kalkmalet rankedekoration fra omkring 1600. Dekorationen på sydsiden er dog ældre, idet den bærer indskriften: ”I det Herrens år 1574 blev dette billede fornyet”. Altertavlen er fra 1663 med samtidig alterbordsforside, mens selve alterbilledet er en pudsig gengivelse af Leonardo de Vinci’s Nadveren fra 1850, idet disciplen Johannes, den discipel Jesus elskede mest, ser ud som om han er blevet halshugget. Over altertavlen ses de samme initialer på kirkens patron som på tårnet. Ved siden af kirken ligger den gamle kirkelade/tiendelade, som nu rummer graverfaciliteter.
