La iglesia de San Pedro de Ansemil es un destacado templo de origen altomedieval, vinculado a un antiguo monasterio habitado por monjas benedictinas entre los siglos IX y X. El edificio refleja su pasado monástico y combina dos etapas constructivas diferenciadas: una capilla románica y otra anexa de estilo gótico, integradas en un mismo conjunto. La nave principal de la iglesia conserva la estructura basilical con tres naves y tres ábsides, separadas por arcos semicirculares y peraltados apoyados en columnas dobles, mientras que la nave central se cubre con bóveda de cañón y se abre hacia el presbiterio mediante un arco triunfal apoyado en columnas adosadas.
La parte románica se organiza en tres naves con tramos diferenciados, siendo el central más ancho, separadas mediante pilares rectangulares. La cabecera se compone de una única capilla rectangular, mientras que la fachada occidental destaca por su portada con doble arquivolta tórica, guardapolvos de ajedrezado y un tímpano liso. Los capiteles muestran una rica decoración escultórica, incluyendo motivos vegetales, leones y figuras humanas de apariencia casi fantástica, lo que evidencia la calidad escultórica alcanzada en el momento de su construcción.
La capilla gótica, dedicada a Santa Ana y conocida como capilla señorial de los Deza, alberga el sarcófago de Don Diego Gómez de Deza, fechado en 1341. Situada adosada al muro sur de la románica, presenta una nave única y puerta rectangular con dintel pentagonal, decorada con un Agnus Dei entre el sol y la luna. Sobre la entrada se encuentra la imagen de la Virgen de la Leche, sentada en una silla ojival trilobulada bajo dosel. La capilla conserva también canzorros variados y herrajes medievales en las puertas, con detalles como bocas de serpiente en las hojas metálicas, elementos que aportan singularidad y valor histórico al conjunto. La superposición de épocas constructivas y la riqueza escultórica convierten a San Pedro de Ansemil en uno de los ejemplos más singulares del patrimonio medieval gallego, donde pueden leerse más de mil años de historia en la piedra de un mismo edificio.