L'église Saint-Hermeland, d'une grande qualité architecturale, est l'un des premiers édifices classés au titre des monuments historiques en France, dès 1862. Ses décors sculptés sont parmi les plus riches et les plus variés de la banlieue parisienne. Elle est construite entre 1160 et 1230, à une époque de grand renouveau de l'architecture religieuse, puisque le style gothique, que l'on dit inventé à l'abbatiale de Saint-Denis en 1140, va permettre grâce à des avancées techniques (voûte sur croisée d'ogive, arc-boutant) de percer les murs et de faire rentrer la lumière dans les églises, supplantant ainsi l'architecture romane en Île-de-France puis dans tout le pays.

Bien que de dimensions plus réduites, elle est comparée à la cathédrale Notre-Dame de Paris, dont dépendait la paroisse de Bagneux. À peu près contemporaines, géographiquement proches, elles présentent des similitudes stylistiques qui peuvent laisser penser que les ouvriers de Notre-Dame ont œuvré à Bagneux. Elle renferme des dalles funéraires relevées datant du XIIIe au XVIe siècles, une tribune d'orgue du XVIIe.