Les portails occidentaux et les reliefs de la façade ouest et du chevet témoignent de l´existence d´une église à La Baussaine au 15e siècle. Il subsiste dans la nef actuelle une dalle funéraire de la fin de ce siècle, portant les armoiries de la famille Boutier, et non loin de là, des fonts baptismaux géminés. Leurs deux cuves hexagonales en granite blond reposant chacune sur un pied sont décorées d´une double torsade entourant une frise d'arbres et sont réunies par un petit ange en bas-relief portant un écu armorié. Les fonts baptismaux ont été probablement réalisés entre 1491, comme en témoigne le décor de fleur de lys encadré d'hermines - symbole de l'alliance entre la France et la Bretagne - et 1520, date vers laquelle la famille de Tinténiac change d'armoiries. Une cloche provenant de la première église portait la date de 1463 ; elle a été fondue en 1949.

La forme irrégulière de l´église de la Baussaine traduit plusieurs campagnes de construction dont les principales se situent au 16e siècle. Ces campagnes se répercutent sur le décor porté. Celui des pignons nord a été réalisé entre 1527 et 1555. Celui de la façade sud remonte à 1575. A l´intérieur subsiste une belle charpente dont les sablières et les entraits à engoulants portent des dates et des inscriptions relatives à la progression du chantier. L´église abrite un ensemble de verrières parmi les plus intéressantes et les plus importantes du département.

La maîtresse-vitre, consacrée à la Passion du Christ, a été réalisée entre 1520 et 1530. C´est une verrière à trois lancettes et tympan à 3 soufflets et 4 écoinçons. Les scènes réparties en cinq registres sont abritées sous de petits arcs en anse de panier. La scène de la Comparution devant Anne (panneau c2) a été entièrement remplacée vers 1550, probablement par l'auteur du Baptême du Christ de la baie 3. La verrière a été restaurée par le verrier nantais René Echappé en 1855, qui refait entièrement la scène inférieure gauche (Jésus chasse les marchands du temple). La verrière de la baie 3 - à deux lancettes en plein ceintre et tympan à un oculus et deux écoinçons - rassemble des scènes provenant de plusieurs verrières d'époques différentes : vers 1550, le Paradis terrestre, et le Baptême du Christ ; au cours du 3e tiers du 16e siècle : le Massacre des Innocents. L'ensemble a été restauré ou complété par le verrier nantais René Echappé au cours du remontage de 1858. La verrière de la baie 4 se compose de deux lancettes en plein cintre et d´un tympan à cinq ajours. Telle que nous la voyons aujourd´hui, elle est elle aussi le résultat du remontage, en 1858, de plusieurs verrières d'époques différentes. Les scènes de l´Adoration des bergers, de l´Adoration des mages et de la Circoncision remontent à 1535 environ ; celle de la Pentecôte (tympan) a pu être peinte vers 1550. Certains verres ont été restaurés à la fin du 16e siècle (Vierge et groupe de femmes de la Circoncision) et en 1858 ; cette dernière restauration a été offerte par les paroissiens. La scène du Songe de saint Joseph remplace probablement celle de la Présentation au temple. La verrière de la façade occidentale (baie 00) comporte dans son tympan une scène du milieu du 16e siècle figurant une Vierge de pitié.

Le 17e siècle est représenté par la gracieuse statue de Vierge à l´Enfant posée sur l´autel nord ; d´inspiration savante, elle fut sans doute exécutée par un sculpteur local. Son attitude, son visage aux traits réguliers, le mouvement des drapés dénotent une inspiration baroque. C´est également au ciseau d´un artisan que l´on doit le grand Christ en croix de la nef, auquel fut ajouté - peut-être au 20e siècle - les statues de saint Jean et de sainte Marie-Madeleine. D´une meilleure facture, la statue de saint Mathurin nous rapproche du 18e siècle ; sa représentation n´est guère fréquente dans le diocèse ; il était invoqué pour la guérison des possédés ou des épileptiques.

Une importante campagne d´ameublement commence au milieu du 19e siècle, la commande est entièrement confiée au menuisier rennais Jean-Julien Hérault. En 1849, il fournit le baldaquin des fonts baptismaux ; en 1850, la chaire à prêcher, dont il ne reste que la cuve qui soutient l´autel face aux fidèles ; en 1852, l´autel-retable de la Sainte Famille, qui ne fut décoré qu´en 1859. La clôture d'autel qui l'accompagnait, fabriquée en 1857, a disparu. En 1856, c´est le maître-autel qui est installé ; la maîtresse-vitre lui sert de retable ; le devant d´autel, comme un rappel iconographique, présente une Vierge de Pitié qu´entourent des anges portant les instruments de la Passion. Hérault encadre la verrière de deux niches à statue dans lesquelles il dispose, au nord, une statue de saint Léon-le-grand - le patron de la paroisse -, offerte par le recteur entre 1837 et 1844, et, au sud, une statue de saint Joseph, offerte en 1856 par un vicaire de La Baussaine. Les deux statues sortent de l´atelier du sculpteur rennais Jean-Baptiste Barré. La même année, sont disposées les stalles qui, tout en allongeant le choeur, le séparent des chapelles latérales. En 1857, les murs du choeur sont repeints en faux appareil et les voûtes sont divisées en grands panneaux séparés par des frises. En 1858, Hérault achève l´aménagement du choeur en y posant des lambris et fournit deux confessionnaux et le lambris de la chapelle sud. Jusqu´ici, il a adopté, pour le mobilier de l´église, un programme homogène, puisant dans le style néogothique flamboyant ses décors de lancettes, gâbles et pinacles. Pour le retable du Sacré-Coeur, il change de registre et utilise le style néo-Renaissance et ses formes plus arrondies et plus douces. En une décennie l´église a donc été remeublée à neuf, y compris la restauration des verrières anciennes. Pendant la seconde moitié du siècle, la fabrique se procure les lustres et les statues de plâtre qui viennent compléter les autels (saint Joachin, Education de la Vierge, Bon Pasteur..). En 1891, elle fait appel à l´atelier rennais Lecomte et Colin pour compléter les verrières par des grisailles offertes par divers paroissiens. Le 20e siècle est essentiellement marqué par l´aménagement de l´autel consacré à sainte Thérèse de l´Enfant-Jésus, en 1928, et dû à l´Atelier Rual, de Rennes.

Lors de cette enquête, il n'a été ouvert aucun dossier sur les cloches. Par convention, on considère que l'église est orientée est-ouest ; les verrières sont numérotées impaires au nord, paires au sud, en commençant par l'est ; la verrière orientale (maîtresse-vitre) porte le numéro 0, la verrière occidentale le numéro 00.