La pieve di San Piero in Campo di Montecarlo, isolata da centri abitati, estendeva la sua giurisdizione su un ampio territorio ed andò progressivamente agglomerando intorno a sé il nucleo di un insediamento andato distrutto nel Trecento.
Il campanile costituisce oggi la parte più antica dell'intero complesso ed è riconducibile, sulla base di un confronto con altre costruzioni lucchesi - quali San Martino in Ducentola di Capannori o San Giovanni e Santa Reparata di Lucca - all'epoca altomedievale.
L'attuale chiesa, rimasta pressoché intatta dal XIV secolo, presenta una struttura a tre navate dotata di un'unica abside.
La facciata è dotata di una serie di archetti ciechi di coronamento e di una loggetta posizionata sopra il cornicione.
Tra i pochi interventi costruttivi realizzati in epoca moderna, è da segnalare il rialzamento del campanile a laterizi coperti da uno strato di intonaco oggi mal conservato. Da notare, infine, il fonte battesimale cinquecentesco conservato all'interno della pieve.