Fue edificada entre 1871 y 1875 y consagrada por Monseñor Duc, obispo de Aosta, el 9 de junio de 1876; sustituyó la antigua iglesia erigida en el momento de la constitución de la parroquia (1392) y restaurada y ampliada en 1666 y en 1821. La iniciativa de las obras fue del párroco Blaise-Couronne Prince, que procuró los primeros fondos para tal fin: la participación de todos los parroquianos en los gastos y en las obras fue generosa.

La iglesia tiene una sola nave y dos capillas laterales. El altar mayor, de mármol blanco de Carrara, dominado por la representación de la Última Cena y de la Santísima Trinidad, se instaló en 1923; los dos altares laterales de mármol, dedicados al Sagrado Corazón y a la Virgen, sustituyeron los antiguos altares de madera en 1913 y 1914. En el ábside hay dos estatuas de San Nicola y San Grato: este último, patrono de la parroquia y también del Valle de Aosta, es celebrado el 7 de septiembre.
El órgano de la iglesia, un Vegezzi & Bossi adquirido tras un legado en 1900, fue declarado de particular importancia histórica y artística.
En el fondo de la iglesia, en una urna, se conservan los restos mortales de Edoardo Bérard, párroco de Valgrisenche durante 56 años (de 1893 a 1949), a quien se debe, en parte, la rica decoración de la iglesia.
El campanario está constituido por una torre de sección cuadrada en piedra a la vista; antes estaba adosada a la antigua iglesia parroquial. La celda del campanario está decorada con bíforas y dominada por una singular cúspide de forma de tiara de pirámide octogonal.