Die Kirche ist ein äußerst seltener gotischer Zentralbau. Ältestes Bauteil ist die östliche Rundapsis, die ein Kegeldach trägt.
Die erste urkundliche Erwähnung des Ortes Ludorf erfolgte im Zusammenhang mit der Kirchweihe am 8. Mai 1346. Es ist eine für Mecklenburg äußerst ungewöhnliche Kirche, die da einst gebaut wurde – das Oktogon der Grundfläche erinnert an das Heilige Grab in Jerusalem. Und so ranken sich denn auch Geschichten um seine Entstehung. So soll die Kirche bereits um 1150 durch den vom Kreuzzug heimgekehrten Ritter Wipert von Morin errichtet worden sein, der architektonische Anregungen aus dem Orient mitgebracht hatte. Die Weihe von 1346 soll demnach eine Wiedereinweihung gewesen sein. Jedoch hat der Archivar Friedrich Lisch 1860 anhand von Urkunden aufwändig dargelegt, warum dies nicht der Fall sein kann. Wie auch immer: Das Ludorfer Oktogon, wie die Kirche genannt wird, ist in seiner Architektur äußerst ungewöhnlich.Zu den Ausstattungsstücken im Inneren zählen eine neugotische Kanzel von 1855 mit Figuren der vier Evangelisten am Kanzelkorb, sowie ein ebenfalls neugotischer Altar. Älter sind Kabinettscheiben von 1680, die einst zur benachbarten alten Priborner Kirche gehörten, Leuchter aus den Jahren 1688, 1699 und 1718 sowie die zweiflügelige, schmiedeeiserne Tür zur Gruft unter der Nordkapelle. Die Gruft wurde 1736 durch den Erbherrn auf Ludorf und Gneve, Adam Levin von Knuth, für sich und seine Gemahlin eingerichtet.Die im Dach der westlichen Vorhalle hängende Glocke wurde 1709 gegossen. Im gewölbten Inneren sind ein neugotischer Altar, der eine Kreuzigungsszene zeigt, und eine Backsteinkanzel mit Stuckreliefs der Evangelisten aufgestellt. Friedrich Hermann Lütkemüller (1815–1897) baute 1854 die Orgel mit vier Registern auf einem Manual.
