Transeptloze, neogotische kerk met basilicale opstand, uit het einde van de 19de eeuw met geïntegreerde gotische toren en koor van circa 1500. Voorheen en dit tot de jaren 1960 met omringend en ommuurd kerkhof, heden overgebracht naar de Kerkhofstraat (ontwerp architect-urbanist L. Van de Vondel, 1951, in gebruik sedert 1952).

Vermits de kerk van Olmen van oudsher was toegewijd aan Sint-Willibrordus, kadert haar ontstaan vermoedelijk in de vroegmiddeleeuwse kersteningsperiode (7de-8ste eeuw). De eerste kerk was ruim één kilometer verder naar het zuiden gelegen, meer bepaald op de plaats van de huidige Boskapel, zie Lichtenboslaan. De meeste historici situeren de verschuiving van de dorpskern met kerk in noordelijke richting in de 11de-12de eeuw.

In 1288 schonk Nicolaas, toenmalig heer van Olmen de tienden van Olmen aan de abdij van Floreffe, ten voordele van het godshuis van Postel. Van dan af werd de kerk bediend door reguliere kanunniken van Postel. Van een kerk die mogelijk in deze periode werd gebouwd, werden nog geen sporen teruggevonden. De heden bewaarde gotische toren en koor maakten deel uit van een kerk die vermoedelijk werd opgetrokken circa 1500. De huidige neogotische kerk van 1891-1892 werd geregistreerd op het kadaster in 1893 en werd opgetrokken naar ontwerp van de provinciale architect P.J. Taeymans (1889); koor en toren, overblijfselen van de oudere 16de-eeuwse kerk in Kempische baksteengotiek, werden geïntegreerd in de nieuwe constructie. Het verschil in chronologie wordt geïllustreerd door het baksteenkoloriet, het metselverband en de verweringsgraad van de baksteen. Officieel ingewijd in 1899.

De georiënteerde plattegrond vertoont een voorstaande westtoren, een driebeukig schip van vijf traveeën met zijportalen en een polygonale doopkapel tegen de westgevel van de noordelijke zijbeuk; aansluitend een lager koor van één rechte travee met driezijdige sluiting, geritmeerd door versneden steunberen en geflankeerd door sacristieën. Baksteenbouw met verwerking van ijzerzandsteen en witte steen, onder leien zadel- en lessenaarsdaken.

Vrij massieve westtoren van vier geledingen onder ingesnoerde naaldspits, gemarkeerd door witstenen banden, sporadisch afgewisseld met banden van ijzerzandsteen; voorts metselaarstekens van donkere baksteen en overhoekse, verjongende steunberen met gotische drielobmotieven tussen tweede en derde geleding; zuidoostelijke steunbeer uitgewerkt als polygonaal uitspringende traptoren met lichtgleuven en spitsboogmotieven in de decoratie. Onderaan korfboogdeur in omlijsting van witte steen en ijzerzandsteen onder blind spitsboogveld; hogere geledingen gemarkeerd door spaarvelden met aflijnende spitsboogfriezen; bovenaan gekoppelde, spitsbogige galmgaten. Neogotisch schip geritmeerd door versneden steunberen waartussen eenvoudige neogotische spitsboogvensters.

Aansluitend gotisch koor met gelijkaardig uitzicht; spitsboogvensters onder druiplijstje met ijzerzandstenen bekroning, in de rechte travee gedicht voor de aanbouw van de neogotische sacristieën.

Bepleisterd en beschilderd interieur met houten spitstongewelven; spitsboogarcade op zuilen met koolbladkapiteel.

Mobilair

Schilderijen: Heilige Willibrordus, gedateerd 1723, Vlaamse School; Relieken van het Heilig Kruis met diverse heiligen, 17de eeuw, Vlaamse School. De onthoofding van de Heilige Barbara, J. Van Puyenbroeck, circa 1935 en Cornelius, paus en martelaar, Tony Van Os, circa 1935. Kerstnacht, Maria Vaes, 1940.

Beeldhouwkunst: Onze-Lieve-Vrouw met Kind, eerste helft 16de eeuw, gepolychromeerd hout; 17de-eeuwse beelden, al dan niet van gepolychromeerd hout, Jezus aan het kruis, Heilige Willibrordus; Sint-Lucia, 18de eeuw, geschilderd hout; de gepolychromeerde houten beelden van Sint-Antonius, de Heilige Johannes de Doper en de beeldengroep Heilige Anna verklaart Maria de Heilige Schrift, respectievelijk van 1857, 1859 en 1860.

Meubilair: neogotisch meubilair als altaren, biechtstoel, koorgestoelte en doksaal; marmeren doopvont uit de 18de eeuw. Neogotische glasramen in het koor gedateerd 1895, atelier Stalins-Janssens; in de zijbeuken uit de jaren 1920 van het atelier Elaerts-Calders met in centrale medaillons taferelen uit het leven van de Heilige Familie.