La parrocchia sorge nel centro storico di Sadali, accanto all’omonima cascata, la cui particolarità è quella di fluire all’interno di un centro abitato, rendendola un unicum per la Sardegna.
L’impianto del tempio, in stile tardo bizantino, risale al IX-X secolo. La struttura originaria ha subito diverse modifiche, come testimoniano in facciata il portale ogivale e il rosone in stile gotico-aragonese, risalenti al XIV secolo. Il prospetto principale si presenta interamente liscio, ultimato da terminale piatto su cui si innalza il doppio campanile a vela.
La pianta è a navata unica, affiancata da cappelle laterali edificate tra Seicento e Settecento. Infine, ulteriore intervento sulla fabbrica è rappresentato dal massiccio campanile a canna quadrata, realizzato nei primi anni del Novecento e addossato alla facciata.
La tradizione popolare vuole che la particolare intitolazione della chiesa sia dovuta ad un viandante in sosta alla vicina cascata, che al momento di riprende il cammino non riuscì a smuovere il simulacro del santo che portava con sé. Per questo motivo il luogo divenne ideale per la costruzione del tempio dedicato a San Valentino.
