Die Müllenbacher Kirche liegt am Rand des Dorfes, ursprünglich neben der hier befindlichen Burg des Adelsgeschlechtes Mollenbeck. Der massige Westturm sowie das dreischiffige Langhaus stammen aus dem 12. Jahrhundert. An der Südseite des Turmhelmes ragt eine kleine Glocke mit eigenem Schieferdach heraus. Im Turm selbst hängt neben zwei aufwendig geschmückten Glocken von 1609 und 1617 die älteste Glocke des Bergischen Landes, eine sog. Zuckerhutglocke aus dem 12. Jahrhundert. Der romanische Chor wurde im 15. Jahrhundert durch einen spätgotischen Chor mit Querhaus ersetzt. Im Inneren der Kirche besticht die klare Architektur der Romanik, die sich hier besonders schön erhalten hat. Auffällig sind die extrem schmalen Seitenschiffe, die die Kirche mit der westfälischen Architektur verbinden; Müllenbach liegt an der Grenze des Bergischen Landes zu Westfalen. Von den ehemals die Kirche schmückenden Wandmalereien haben sich wenige erhalten. Im Chor sind, wie bei allen fünf Bunten Kirchen, die Apostel dargestellt, hier umgeben von einem reizvollen Rankenwerk mit Blättern, roten Weintrauben und dazwischen gestreuten kleinen schwarzen Sternen. Mit den Ranken des Weinstocks gibt es einen deutlichen Bezug auf die Eucharistie, die jeden Tag zu Füßen der Apostel im Chor gefeiert wurde. Das Südquerhaus schmückt eine Darstellung mit der Stigmatisation des hl. Franziskus, ein im Bergischen Land singuläres Thema. Neben Franziskus, der nach oben zum Engel mit dem Kreuz blickt, befindet sich ein weiterer Franziskanermönch und eine kniende Stifterin.

Über die Übertünchung der Wandmalereien gibt es keinerlei Nachrichten. 1913 wurden sie entdeckt, anschließend durch den Restaurator Anton Bardenhewer freigelegt und in großem Umfang übermalt, ehe diese Übermalungen in den 1950er Jahren wieder entfernt wurden. Zusätzlich zu den Wandmalereien aus ehemals katholischer Zeit besitzt die Kirche noch einen reich geschmückten Wandtabernakel mit einem kunstvollen Gitter, in dem kirchliche Geräte wie Kelch und Hostienteller aufbewahrt wurden. In evangelischer Zeit wurde 1812 der Chor von der Kirche abgetrennt durch einen Wandaufbau mit den sog. Prinzipalstücken, dem Altar, der Kanzel und der Orgel. Die Prinzipalstücke waren typisch für das Bergische Land, haben sich aber in den fünf Bunten Kirchen nur noch in Müllenbach so reich und original erhalten.