L'édifice est l'un des plus grands Temples de la campagne vaudoise, construit entre 1711 et 1712 par l'architecte bernois Jean-Gaspard Martin, habitant Yverdon. L'inauguration a eu lieu le 11 septembre 1712.

Ce nouvel édifice fut construit en intégrant la tour communale existante. Celle-ci devint multifonctionnelle: tour d'horloge, clocher et portique d'entrée. Clocher avec flèche élancée cantonnée de quatre clochetons d'angles. Une réfection du clocher sera réalisé entre 1914 et 1915. Une réparation de l'usure de l'appareil des cloches est réalisée en 1973.

Nous pouvons remarquer à l'intérieur, une nef imposante avec cinq pans de chevet :

Nous pouvons également observer de magnifiques vitraux de Charles Clément (1889-1972), datant de 1937, 1942, 1951 et 1952. Les thèmes en sont "L'Annonciation" (1952), "La Nativité" (1942), "La Crucifixion" (1937), "La Résurrection" (1942), "L'Ascention" (1952)

Plusieurs restaurations ont été entreprises en 1905, 1915 et une très importante entre 1937-1942. En 1942, deux nouvelles fenêtres sont percées dans le chœur et sont munis de vitraux.

Entrée latérale sud avec un petit vitrail au-dessus représentant Pierre Viret, une figure important de la Réforme protestante vaudoise:

On peut noter que l'ancienne église de Vallorbe a été citée dans des documents officiels en 1139 et elle est devenue paroisse en 1228, dédiée à Saint Pancrace. Elle a été affectée au culte protestant en 1536. Trop délabrée, mal située par rapport au village, elle laissa sa place au nouveau temple décrit ci-dessus.

Source principale:

- Catherine Schmutz Nicod, historienne à Lausanne, "Le Temple de Vallorbe"