Este templo fue consagrado al apóstol San Andrés el primer domingo de agosto del año 1189, por el obispo de Oviedo Rodrigo, según consta en su inscripción de consagración, ubicada junto a la portada lateral.

La iglesia de Valdebárcena ofrece una cabecera cuadrada de testero plano, iluminada a través de un vano orientado hacia el este, de traza románica profusamente orlado. Sus muros perimetrales internos se recorren con arquerías de cuidada labra, cuyos capiteles se decoran con motivos vegetales. La articulación que ofrece el presbiterio de esta iglesia es muy similar a la de San Salvador de Fuentes, aunque en el caso de Valdebárcena denota un diseño mucho más evolucionado y tardío, puesto de manifiesto a través de la bóveda de medio cañón ligeramente apuntada que cubre el espacio de celebración y la tipología del arco toral. El arco de triunfo presenta dos arquivoltas ligeramente apuntadas que se protegen a través de un guardapolvo profusamente decorado. Dichas arquivoltas se adornan con zig-zag y motivos florales. Los capiteles presentan hojas palmiformes, entre las que se intercalan cabezas de rasgos humanos, pomas y volutas. Al arco de triunfo se abre una nave rectangular. La nave se cubre mediante una cubierta de madera a doble vertiente que sustituye a la anterior, desaparecida durante el transcurso de la guerra civil española. Ocho vanos en saetera de derrame interno aportan luz a su interior. De estos sobresalen los más próximos al muro toral, por su rica articulación externa. La nave única que presenta este templo se comunica con el exterior a través de dos portadas. Una se abre hacia el mediodía y presenta jambas lisas, sobre las que arranca un solo arco de medio punto, de buen despiece delimitado por un guardapolvo. Este guardapolvo aparece orlado con ajedrezados. La otra portada de acceso se abre hacia el oeste, bajo un tejaroz profusamente decorado. Dicha portada consta de tres arquivoltas decoradas con zig-zag y motivos florales, mientras que motivos vegetales y  animalísticos pueblan sus capiteles. El templo fue declarado Monumento Nacional en el año 1965.