Les Bénédictins de Saint-Melaine, à qui l´évêque de Rennes avait donné au 12e siècle la paroisse de Châtillon-sur-Seiche, y construisirent alors une église - dédiée à saint Léonard de Noblat - dont l´abside reprit la forme d´hémicycle de la crypte d´origine. Cette crypte a conservé ses murs en appareil ancien avec des traces de gallo-romain (?) et quelques pots acoustiques. Elle abrite la chapelle Saint-Léonard éclairée par 3 fenêtres dont deux sont des meurtrières romanes et qui a été entièrement réaménagée au 19e siècle (seul le tabernacle est un remploi du 18e siècle) ; la troisième baie est fermée par une verrière posée en 1872 et représentant le saint.
Le bâtiment primitif était donc composé d´une simple nef relativement étroite, séparée du chœur par un arc triomphal. Elle fut allongée vers l´ouest au 15e siècle ; au 15e ou au 16e siècle fut ouverte sur la façade sud une porte, alors précédée d´un petit porche qui a aujourd’hui disparu. Un autre petit porche (actuellement bouché) ouvrait sur la façade nord, au niveau de la tribune.
Le chœur, de modestes dimensions, est entièrement occupé par le maître-autel qui se compose d´un retable du 17e siècle - mentionné en 1774 dans le procès-verbal d´une visite pastorale -, ainsi que d´un autel et d´un tabernacle remplacés au début du 19e siècle. Une reprise importante dans le plancher du chœur à une date indéterminée a entraîné le rehaussement de l'autel-tabernacle si bien que la partie inférieure du tableau d´autel et les bases des colonnes sont actuellement cachées par les gradins d'autel.
Le retable architecturé en bois peint faux marbre est composé de trois travées ; deux ailes concaves à niche sont séparées de la travée centrale à tableau par deux colonnes torses ; niches et tableau sont encadrés de chutes de fleurs ; au-dessus de la travée centrale, un couronnement à niche et fronton triangulaire. Ce couronnement est séparé de la partie inférieure par un fronton en ailerons à volutes rentrantes reliées par une guirlande de fruits. Le tabernacle (porte en bois) et le gradin inférieur sont en marbre ; le reste est en bois. Les niches inférieures abritent deux statues de terre cuite de bonne facture : à gauche l´évêque saint Melaine, à droite, l´apôtre saint Jacques le majeur auquel un autel était autrefois consacré. La niche supérieure est occupée par une Vierge de l´Assomption en bois doré datant peut-être du 18e siècle. Le tableau représentant la Résurrection du Christ est en mauvais état et mériterait une restauration.
Les deux autels secondaires sont adossés à l´arc triomphal, du côté de la nef. Il s´agit d´ensembles du 19e siècle avec des remplois du milieu du 18e siècle (tabernacles et décors des gradins). Du 19e siècle on a encore conservé une cloche, déposée à l´entrée occidentale de l´église et datée de 1815, le buste de saint Léonard, en plâtre modelé, de facture artisanale, et une châsse-reliquaire en métal fondu, datant de 1863. Les verrières de la nef et du chœur sont l´œuvre de l´atelier rennais Lecomte et Colin, qui représentent, en 1884, saint Melaine et des scènes édifiantes de la vie de saint Léonard. Une tribune est aménagée dans le bas de l´église à l´occasion de la construction du clocher en 1880 ; les parties inférieures de la tour sont éclairées par des verrières posées en 1935 par le verrier Klein, de Rennes.
L´église est aujourd’hui désaffectée et accueille de temps à autre des expositions.
Lors de cette enquête, il n'a été ouvert aucun dossier sur le décor sculpté porté par l´architecture. 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 occidentale porte le numéro 00.
