La chiesa antica di Fenestrelle, già esistente nel 1098 e dedicata a S. Eusebio, era edificata presso l'attuale ingresso ovest dell'abitato. Fu distrutta tra il 1543 e il 1583 dai valdesi. Nel 1628 i missionari Cappuccini rieressero una nuova cappella nel medesimo luogo, che infatti ancora oggi si chiama "piazza Cappuccina" o "piazza della Cappelletta". Poco dopo il ristabilimento del culto cattolico per mano della monarchia transalpina, nel 1685 la chiesetta fu convertita a tempio protestante (poi demolito a cavallo tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo), e l'anno successivo fu edificata la nuova chiesa parrocchiale, su progetto di De Gordes.

L'edificio è intitolato a San Luigi IX re di Francia, segnale che rivela l'appartenenza del luogo all'epoca della sua costruzione. Si trova nel cuore del centro storico del borgo di Fenestrelle; sorge in posizione elevata e la sua facciata è inquadrata da un corto vicolo che si diparte dalla via principale. La costruzione è orientata sull’asse nord-sud ed è libera su tre lati, poiché a est vi è addossato il volume di un locale usato nell'Ottocento, e ancora a fine Novecento, come cappella invernale, dedicata anch’essa a San Luigi IX. In corrispondenza dell’inizio del presbiterio, a est vi è un campaniletto a vela, mentre appaiato alla facciata è il campanile, la cui guglia veniva realizzata nel 1771.

La facciata è finita ad arriccio tinteggiato nei campi color paglierino, mentre gli elementi decorativi sono tinti di bianco avorio. Ai lati dell’ingresso centrale si ergono le due coppie di lesene, che insistono su un alta zoccolatura grigia in intonaco e superiormente terminano con capitelli dorici seguiti da cornice aggettante. Il fronte culmina con il frontone spezzato nel bordo inferiore, e in alto spicca la croce metallica. L’entrata è sottolineata dalla spessa cornice in pietra; sopra vi è la lapide di dedicazione, attorniata da un’ elaborata cornice in stucco, e poco sopra si apre una finestra lobata. I restanti prospetti sono finiti a rinzaffo a base calce: in essi si aprono quattro ampie finestre ovali su ciascun lato, mentre tre dello stesso tipo illuminano il presbiterio e l’abside.

All'interno, l'esecuzione del soffitto con volta a botte, così come l'ampliamento del coro, sono frutto del progetto dell'architetto Gariglietti, redatto nel 1773, e del cantiere lavori affidato al misuratore Saverio Belli, che la completava nel 1774. Il tutto andava a sostituire un precedente soffitto in legno.

Nell'abitato di Fenestrelle si segnala quanto rimane del convento dei Gesuiti, costruito nel 1656: la facciata della chiesa e il campaniletto ottagonale che ancora oggi svetta sui tetti del borgo. Nel territorio parrocchiale si segnala la chiesa vicariale di Sant'Anna (fraz. Puy). Segnaliamo infine, seppure esterne a tale circoscrizione, la chiesa del priorato di San Giusto (fraz. Mentoulles), la cappella di San Lorenzo (fraz. Chambons), la cappella di Santa Teresa d'Avila (fraz. Fondufaux), la cappella di Sant'Antonio da Padova (fraz. Ville Cloze). Tutte le cappelle sono aperte nei giorni della festa patronale.