A biharvajdai református templom egyediségét az adja, hogy 19. századi falaiban egy ritka térelrendezésű románkori rotonda maradványait őrzi.
1285. évi első okleveles említésében plébánosa, Illés, a váradi káptalan kiküldötteként jár el egy a Gutkeled nembeli Kis Kozma kágyai birtokát sújtott hatalmaskodás perében. Hasonlóképp káptalani kiküldötti minőségben szerepel Fülöp nevű papja 1300-ban. Az 1291–94-ből fennmaradt püspöki tizedjegyzékben a falu 40 illetve 13 kepe tizedet szolgáltat be, míg papja egy fertót. 1333–35-ben a pápai tized értéke évi 7 garas, ami a korábbi összegekkel együtt szerényebb, hozzávetőleg 15–30 telekből álló településre enged utalni. A falu a püspökség megszűntéig annak tulajdonában marad. 1546-ban Imre nevű plébánosa és a püspök vajdai jobbágyai egy Félegyháza melletti földterületről vallanak.
A 19. század első harmadában átépített templom a református térszervezés igényeinek megfelelően egyetlen egységes, félköríves záródású hajóterű, melyhez nyugaton egy hagymasisakos torony csatlakozik. A mértéktartó homlokzatot kettős lizénák által osztott falmezők tagolják, melyek mindegyikébe félköríves záródású, keretelés nélküli ablak nyílik, s ez a tagolás fut rá a torony alsó szintjére is, míg legfelső emelete historizáló homlokzatképzésű. Az egységes, puritán belsőt csak az árkádokon nyugvó, csehsüvegboltozatos nyugati karzat törte meg. Ez az állapot az 1999 évi tűzkár miatt esedékessé vált helyreállítást megelőző falkutatás és régészeti ásatás eredményeinek megfelelően kissé változott. A feltárás nyomán sikerült elkülöníteni a 19. századi hozzáépítéseket a megtartott középkori falazatoktól majd napfényre kerültek a középkori templom épületrészeinek alapfalai. A falszövetvizsgálatok és rétegtani megfigyelések összevetéséből körvonalazhatóvá vált az épületrészek relatív kronológiája, mely mintegy vázát képezi az építészettörténeti összképnek.
Az első – valószínűleg a 12. században, de mindenképpen a tatárjárás előtt épült –plébániatemplom egy kisméretű épület volt, mely egy kissé trapéz formájú hajóból és egy félköríves apszisból állt.
Ennek a korai templomnak a bővítése meglehetősen rendhagyó módon következett be a 13. század folyamán. Nyugati falát lebontva egy kívül 11,2x11 m-es oldalhosszúságú négyzetes, belül pedig enyhén elliptikus alaprajzú rotondával toldották meg, mely kevéssé beugró diadalívtámokkal illeszkedett a korábbi templomhoz. Déli és északi falait továbbá a nyugati fal szélső rövid szakaszait szinte teljes magasságukban őrzi a mai falazat. A centrális építmény sarkainál a tömör falazat oldására zárt, belülről megközelíthető tereket alakítottak ki: a két nyugatiban szabálytalan csigalépcsők emelkedtek a boltozat fölötti padlástérig, míg a két keletit talán tárolásra használhatták. A 9,2 m átmérőjű belsőt hat falpillér tagolta nagyjából egyenlő falközökre; ezekről hevederbordák indulhattak a boltozat erősítésére. A rotonda bejárata a déli falban nyílt: az elfalazásból kibontott félköríves záródású kaput többrétegű lépcsős béllet tagolja. A Kárpát-medence területéről ismert rotondák között a vajdai két szempontból is kivételes megoldású: egyrészt a belülről kerek, kívülről négyzetes alaprajzú rotondatípusnak mindössze két másik példája ismeretes – a Pozsony megyei Dejtéből és a Győr-Sopron megyei Hidegségből – másrészt nem ismerünk más olyant esetet, amikor egy rotondával bővítenének egy fennálló templomot.
A rotonda keltezését a régészeti megfigyelések sajnos nem segítik elő, így csupán stíluskritikai szempontok alapján ítélhető meg. A két alaprajzi analógiaként említett rotondát a 12. század második felére datálják, a vajdai azonban inkább a következő században épülhetett. Méreteivel egyrészt szinte minden hasonló emléket felülmúl – s ez teszi lehetővé a sarkokban a csigalépcsők beiktatását –, másrészt valószínű boltozási megoldása a falpillérekre támaszkodó keresztboltozat, ami akár a rotondák körében későinek számító tatárjárás utáni keltezést is megenged.
Miután a templom kis románkori apszisa szűknek bizonyult a liturgiai igényeknek, egy valamivel tágasabb gótikus szentély váltotta fel. Az egyetlen boltszakaszos, 4,5m hosszú szentély a nyolcszög öt oldalával záródott, sarkait támpillérek erősítették és egy újonnan kialakított diadalívvel csatlakozott a 12. századi hajóhoz. Az így létrejött épület – a torony hozzáépítését leszámítva – tömegében nem változott a 19. század első negyedéig, csupán a templombelsőn alakítottak még az újkorban: a rotonda nyugati végében felépült egy pilléreken álló karzat, melyet később újabb pillérpáron nyugvó résszel bővítettek, talán a boltozat vállai alatt nehezen elférő orgona elhelyezése okán. Mindenesetre a rotonda terébe mélyen benyúló karzattal teljesen átalakult a centrális tér, melynek faltagoló pilléreit a karzattartó árkádok falpilléreivé formálták át. Kiszélesítették az ablakokat, majd a 19. század elején egy dongaboltozatos kriptát létesítettek a templom közepén a Dobozy család számára. Az átépítés során lebontották a középkori épületrészeket s csak a rotonda külső falsávját foglalták bele az új hajóba, falazatának többi részét belülről „levágták”, íves falszakaszainak és a sarkok fülkéinek maradványait pedig köpenyezték, így nyomaik teljesen eltűntek. Az új tornyot a nyugati falba annak részleges lebontásával ékelték bele.
Az 1999 évi leégést követő helyreállítási munkálatok nyomán, 2000–2001-ben elkészült az előkerült falak részleges rekonstrukciója s ezáltal a középkori rotonda térélményének érzékeltetése a bizonyítható elemek bemutatásával, alacsony visszaépítésekkel és ezáltal a centrális térszervezés vizualizálásával.