Les travaux de la nouvelle église de Saint-Memmie commencèrent en 1876 et s’achevèrent trois ans plus tard. Les dimensions de la nouvelle église sont de 47 mètres de longueur totale pour 15 mètres de largeur et 48 mètres de hauteur au sommet de la flèche.
La tour comprend trois étages ; le premier renferme la tribune avec son orgue. Le second abrite le mécanisme de l’horloge, le troisième porte les cloches qui ont été fondues à Vitry-le-François.
L’intérieur de l’église est à peu près conforme au classique du 13ème siècle. La nef comprend cinq travées ogivales séparées par des piliers. Les arêtes des voûtes sur croisées d’ogive se terminent par des chapiteaux ornés de feuillage. La partie supérieure des travées est allégée par un triforium aveugle.
Des dalles tumulaires furent rapportées de l’église ancienne ; plusieurs provenaient d’églises ou de couvents châlonnais supprimés à la Révolution
La chapelle absidiale abrite le tombeau de Saint-Memmie et ses reliques avec celles de ses successeurs immédiats (Saint Donatien et Saint Domitien) ainsi que les reliques de Sainte Pome, sœur de Saint Memmie.
C’est en 1881, que Monseigneur MEIGNAN fit élever dans la chapelle absidiale le monument qui recouvre la tombe de Saint-Memmie.
Une grille soignée entoure le chœur.
