La chiesa fu, con molta probabilità, costruita nel VI secolo durante la riorganizzazione territoriale attuata dal vescovo e santo Frediano. Nel 1058 il vescovo di Lucca Anselmo da Baggio, che diverrà futuro Papa Alessandro II, venne a Loppia a consacrare la struttura dopo un'attività di ricostruzione e ampliamento. Immersa nella campagna, la pieve si presenta libera su tutti i lati e si raggiunge dalla strada principale voltando a sinistra lungo una piccola via lastricata che sale fino al sagrato. La facciata, seguendo l’inclinazione del declivio, risulta asimmetrica, con il lato destro maggiore rispetto al sinistro. Il profilo del prospetto principale è a salienti e ricalca le articolazioni dei volumi interni della chiesa a tre navate.
