Biserica are o lungime de 30 de metri, latimea de 8 metri, inaltimea de 18 metri si un spatiu interior de 15 metri patrati. Zidurile au fost construite din caramizi cu inscriptii romane, capiteluri, pietre funerare, tuburi de canalizare, blocuri, marmura, coloane si statui luate din Ulpia Traiana.
Biserica Sfântul Nicolae din Densus a fost ridicata pe ruinele unei constructii din antichitate (sec.IV). De plan patrat (cca. 6 x 6 m), naosul este strapuns de un turn în jurul caruia se afla un spatiu îngust acoperit cu o bolta de sprijin. Spre est se afla o adânca absida semicirculara, atât la interior cât si la exterior, având pe latura sudica un diaconicon de mari dimensiuni. Acoperisul întregii constructii este din placi de piatra. Încaperi anexe au fost adaugate pe latura sudica în sec. XIV-XV. Construita din pietre romane fasonate aduse din ruinele Ulpiei Traiana Sarmizegetusa din apropiere, biserica are o înfatisare ciudata, care nu ascunde însa amprentele stilistice ale romanicului târziu.
Specialistii spun ca Biserica din Densus ar putea fi o copie a Bisericii San-Nicoara din Curtea de Arges, din care s-au mai pastrat doar niste ruine.
Coincidenta ar fi si faptul ca are acelasi hram, Sf. Nicolae, ca si biserica argeseana.
George Calinescu spunea despre aceasta ca este “o biserica bizara, facuta din marmuri si coloane, culese de la Sarmizegetusa. Un mic stalp din cei patru care sustin ingusta turla e o stela romana purtand numele lui Longinus. E o marmura cu o inscriptie eleganta, luminoasa, frumoasa precum o statuie. Ascunsa in umbra, abia luminata de cateva suvite de soare venind pe niste ferestruici, aceasta face impresia unei opere divine furata de genii nocturne”.
Aflata in apropierea ruinelor fostei capitale a Daciei romane, biserica din Densus a fost obiectul multor controverse intre oamenii de stiinta. Unii au considerat ca biserica ar fi fost mausoleul generalului roman Longinus Maximus, ucis de daci, iar altii cred ca edificiul este un fost templu roman al zeului Marte.
Cea mai vehiculata parere este cea care sustine ca actuala biserica din Densus a fost un templu roman crestinizat, adica o biserica paleocrestina construita intre secolele IV-VI, fiind si prima biserica de pe teritoriul Daciei. Cert este faptul ca biserica a fost ridicata pe ruinele unei constructii din antichitatea secolului al IV-lea.
In semiintunericul care stapâneste interiorul acestei masive constructii se disting cu greu fragmente de pictura ramase peste ani. Picturile de pe registrele superioare ale peretilor naosului ca si de pe altar apartin zugravului Stefan. Semnatura cu care acesta si-a pecetluit opera se poate vedea si azi.
Nicolae Densusianu a fost un jurist si istoric român, membru corespondent al Academiei Române, care a ramas cunoscut mai ales prin lucrarea sa monumentala Dacia preistorica.
Fiul parohului unit din Densus, Bizantius Pop, si al Sofiei, Nicolae a fost frate cu Aron Densusianu, poet si critic literar, profesor de limba latina la Universitatea din Iasi. Fiul profesorului Aron a fost poetul Ovid Densusianu.
Ovid Aron Densusianu a fost un filolog, lingvist, folclorist, istoric literar si poet român, membru al Academiei Române si profesor la Universitatea din Bucuresti.
Biserica Sfântul Nicolae din Densus este cea mai veche biserica româneasca în care si astazi au loc slujbe religioase.