El actual templo, posee características arquitectónicas de finales del siglo XVII. Es de estilo barroco-renacentista. Su construcción data de 1690. Según algunos registros es posible que con la recaudación de los tributos del pueblo, se pudo concluir el frente de la iglesia en 1711.

Fue ganadora de un certamen de “Maravillas Nacionales” correspondiente al departamento de Jalapa.

El nombre de San Luis es en honor al monarca francés Luis IX, nacido el 25 de agosto de 1238 y que fue canonizado por su valerosa lucha en las famosas “cruzadas” en contra de los moros.

El nombre Jilotepeque se deriva de xilotl que significa mazorca de maíz tierno y tepetl cerro, voces provenientes del nahuatl; en conjunto sería “Cerro del maíz tierno”

Su fachada es de orden estilo renacentista con remates barrocos mixtilíneos. Sus columnatas y nichos en la portada, son típicas de esa época. Las columnas tipo toscanas están adosadas a la fachada y enmarcan tanto el primero como el segundo cuerpo. También posee hornacinas con esculturas. Su remate se caracteriza por un campanario tipo espadaña y lo corona una hornacina sin escultura que muy posiblemente era de San Luis. El remate también posee decoraciones mixtilíneas barrocas y espigas que terminan en cada extremo superior de las columnas de la fachada. El monumento colonial posee fachada sur y fachada norte en sus laterales, igualmente enmarcadas por una columna a cada lado de orden toscano y en la parte superior una hornacina y decoraciones mixtilíneas.
En el interior de la iglesia forman conjunto arquitectónico: un coro alto; nave de medio cañón apoyada sobre las pilastras adosadas en el interior (bóvedas de pañuelo); presbiterio que está encubierto por su bóveda de media naranja; dos capillas, una de ellas dedicada a la Virgen del Carmen.
En el exterior integran el conjunto de la iglesia el atrio y la cruz de piedra que está sobre la calle.