Se considera que esta ermita y hospedería fueron edificadas sobre otra construcción preexistente, y que su construcción final podría haber sido en el año 1754, fecha que está inscrita sobre el pavimento de la iglesia.

La fachada y la portada de la iglesia presentan un aire noble, con una puerta de piedra tallada de estilo neoclásico, que cuenta con una hornacina y un nicho en su parte superior. La torre-campanario tiene un aspecto defensivo y alberga una campana situada en el ventanal frontal.

En el interior, destaca la cúpula, decorada con dorados y pinturas que representan a los cuatro evangelistas. La iglesia cuenta con dos capillas laterales y dos enfrentadas, sin ornamentación. Dispone de un púlpito y un coro alto con una artística tribuna. Llamativos azulejos embellecen el presbiterio. En el altar mayor, se encontraba la hornacina con la imagen de Sant Domènech, a quien los habitantes de Vallibona profesan gran devoción.

Adyacente a la iglesia se encuentra la casa del ermitaño, que ha estado deshabitada desde 1936 .

Junto a la casa del ermitaño se encuentra la Casa Hospedería, de grandes dimensiones, que ha sido rehabilitada conservando su estructura original. Este edificio comprendía viviendas, salones comunes, corrales y salas reservadas para el Ayuntamiento, el Clero y los Majorales.

El primer sábado del mes de agosto, esta ermita celebra una popular romería.