L'église est construite en pierre de taille, avec certaines parties de soubassement en parement de silex. Elle est divisée en trois parties distinctes. Les toits à longs pans sont couverts d'ardoise.

La tour-clocher occidentale, dans laquelle ouvre la porte principale, est épaulée de six contreforts d'angle en équerre. Trois larmiers chanfreinés sont étagés sur les trois murs extérieurs. Le premier niveau de la tour est formé du porche voûté d'ogives, et le second de la chambre des cloches, partagée en hauteur par le beffroi. Celui-ci est éclairé par deux larges baies en arc brisé ouvertes sur les murs latéraux. Le clocher est couvert en partie d'une terrasse bordée d'un garde-corps, sur laquelle est érigée la flèche polygonale dont l'intrados forme le couvrement de la chambre des cloches.

Le chœur, de même largeur mais plus élevé que la nef, est à chevet plat avec pignon découvert. La pente du versant sud du toit a été abaissée. Les trois murs sont flanqués de contreforts, les murs gouttereaux sont éclairés de quatre baies et le mur-pignon d'une baie axiale. Les baies cintrées sont soulignées d'archivoltes.

La nef est éclairée de baies plus étroites. Une fenêtre haute passante en lucarne ainsi qu'une petite porte sont ouvertes dans le mur sud. La nef et le chœur sont chacun couverts d'une charpente apparente complétée d'une fausse voûte en plâtre sur lattis qui a remplacé (ou masqué) à une période récente les voliges de lambris de la charpente lambrissée.

Comme la plupart des églises de la région construites en craie (Franqueville, Fransu, Pernois, Ribeaucourt, Surcamps), l'église de Bouchon porte des graffitis tracés sur les murs extérieurs, dont certains, datant des 17e et 18e siècles, sont probablement des épitaphes ou inscriptions funéraires liées aux sépultures du cimetière qui l'entoure.