Die dreischiffige Backsteinhalle mit prägendem Westturm entstand im 14. Jahrhundert. 1676 wurde der Bau bis auf die Umfassungwände, Pfeiler und Turmuntergeschoss zerstört und in der Folgezeit neu aufgebaut und gewölbt. Am Beginn des 19. Jahrhunderts fanden Erneuerungsarbeiten statt, bei denen 1826 Karl Friedrich Schinkel (1781–1841) den Chor umgestaltete. 1858 legte Friedrich August Stüler (1800–1865) Pläne für eine erneute umfassende Instandsetzung vor, die dann 1862–1867 ausgeführt wurden. Dabei kam es unter anderem in Anlehnung an die mittelalterlichen Proportionen zu einer Neugestaltung des Westturmes sowie zu einer reichen Ausschmückung des Langhausostgiebels. In den 1950er Jahren wurde die spätmittelalterliche Südkapelle zur Winterkirche ausgebaut.

Neben einigen älteren Stücken wie dem Triumphkruzifix vom Beginn des 16. und die Christophorusfigur aus dem 17. Jahrhundert wird das Innere von der Ausstattung des 19. Jahrhunderts dominiert. Der Altarstipes aus schwarzem Stuckmarmor entstand 1826 nach dem Entwurf Schinkels. Das Altargemälde als Kopie von Raffaels (1483–1520) mit der Darstellung der Grablegung Christi aus dem Jahr zuvor stammt von Heinrich Lengerich (1790–1865). Karl Gottfried Pfannschmidt (1819–1887) gestaltete die Glasfenster im Chor. Das Taufbecken und die Kalkstuck-Kanzel wurden um 1865 gefertigt. Die Orgel fertigte 1817–1819 Johann Simon Buchholz (1758–1825) aus Berlin. Einen tiefgreifenden Umbau des Instruments führte dann 1866/1867 der Stettiner Orgelbaumeister Barnim Grüneberg durch; es besitzt vier Manuale und 52 Register.

Quellenangaben: Dehio Mecklenburg-Vorpommern, 2000, S. 110–112; http://www.kirche-mv.de/Demmin.22554.0.html; http://de.wikipedia.org/wiki/St.-Bartholomaei-Kirche_%28Demmin%29