L’église Saint-Pierre-ès-Liens de Brienne-la-Vieille s'élève sur un site déjà occupé à l'époque gallo-romaine et possède une des plus anciennes élévations du département. En effet, sa nef, aux formes simples, possède quatre petites fenêtres faiblement ébrasées ouvertes au haut des murs, associant brique et pierre dans leur construction, qui peuvent dater des IXème-Xème siècles ; la nef est d'un beau volume pour l'époque.
Cinq fenêtres plus larges et hautes ont été ouvertes au XVIIème siècle ou au XVIIIème siècle. La nef est lambrissée en carène. Les éléments de charpente apparents (entraits et poinçons) montrent des dispositions du XVIème siècle.
Le portail occidental, du XIIème siècle, provient de l'abbaye de Basse-Fontaine, sécularisée en 1773. Sur une croisée du transept pouvant dater elle aussi des IXème-Xème siècles, a été remonté une architecture et un chœur de style flamboyant (vers 1520). Cette nouvelle architecture a été reprise à nouveau au tout début du XVIIème siècle (consécration en 1615), campagne pendant laquelle furent rétablis les deux bras de transept.
Les vitraux anciens ont été posés au cours de deux campagnes. Les premiers sont de peu postérieurs à l’époque de construction de la nouvelle abside, et datent du second quart du XVIème siècle ; les autres sont contemporains des remaniements du chœur et du transept achevés au début du XVIIème siècle.
Cet ensemble est aujourd’hui incomplet et a connu au fil du temps de nombreuses pertes et des modifications. Les vitraux les plus anciens présentent une Crucifixion et des saints peints en verre coloré, grisaille et jaune d'argent (saint Rémi en pied, saint Claude et saint Roch dans des rondels). La baie d'axe, datée 1536, fait apparaître deux donateurs en prière, Jehan Huet et son épouse Guyotte Verdin, présentés par la Vierge des sept douleurs et par saint Jean-Baptiste.
Les verrières du début du XVIIème siècle, en grisaille et jaune d'argent, montrent notamment des figures d’apôtres et le Christ de la Résurrection. Le décor vitré a été complété à l'époque contemporaine, notamment au bras sud du transept où l'on voit une verrière de 1876 dédiée à saint Jean-Baptiste due à E. Virot, de Troyes, et une verrière décorative (bordures) de 1968.
Les vitraux anciens ont été restaurés avant le Seconde Guerre mondiale puis déposés en 1939-1940. Certains d’entre eux ont de nouveau été restaurés après repose en 1951-54 et vers 1960 par J. Laurent puis J.-J. Gruber. Édifice et vitraux sont classés monuments historiques (au titre immeuble) en date du 30 juillet 1907.