A referência documental mais antiga respeitante a esta Igreja data de 1220, integrando então o padroado do Mosteiro de Santa Maria de Pombeiro.
O templo actual corresponde a uma reforma mais tardia. A Igreja está orientada canonicamente, isto é, a cabeceira volta-se a oriente e a fachada principal a ocidente. É constituída por uma única nave e cabeceira rectangulares.
É uma construção à maneira românica, ou seja, utiliza as técnicas construtivas, a planta e os alçados próprios da arquitectura românica, embora corresponda a uma época em que a arquitectura gótica era há muito dominante.
Como sugerem alguns elementos, sobretudo a forma de arranjar os portais e a utilização predominante de cachorros lisos, esta Igreja deve datar do século XIV.
Os vestígios da pintura mural, hoje muito residuais, mostram que as paredes laterais da capela-mor foram pintadas com um padrão decorativo. Na parede oriental são ainda identificáveis as figuras de dois santos, São Bento e São Bernardo.
A presença de um brasão pertencente aos Melos reforça a ligação da encomenda deste programa aos abades comendatários do Mosteiro de Santa Maria de Pombeiro.

A Igreja Velha de São Mamede de Vila Verde está localizada na Serrinha, freguesia de Vila Verde, concelho de Felgueiras.

A Igreja de São Mamede de Vila Verde integra o percurso turístico-cultural da Rota do Românico do Vale do Sousa.