La facciata della chiesa di san Sebastiano è senza dubbio l'elemento che colpisce maggiormente per la sua imponenza e la sua bellezza, realizzata interamente in trachite locale , le pietre vennero recuperate da una cava che fu aperta nella parte bassa della collina di "Pilusinu" situata a nord dell'abitato. La parte centrale più ampia contiene un bel portale, limitato da una cornice modanata e sormontato da un ampio timpano curvilineo spezzato. L'ingresso è stato ridotto nel 1930 per volere del rettore Cosimo Manca e della popolazione stessa per le esagerate dimensioni dell'apertura che creava problemi di scardinamento. E' stato ridotto con una cornice di trachite rosa, perfettamente inserita nel contesto. E' una delle opere più interessanti dell'architettura sacra dell'isola. Secondo una antica credenza, la devozione dei sorradilesi per San Sebastiano è dovuta alla cessazione dell'ultima pestilenza nel giorno della sua festa e quindi per intercessione del Santo presso il divino, che in quell'occasione fu il solo a placare l'ira di Dio contro i sardi, degni di pietà per le loro misere condizioni. Da qui l'intitolazione della chiesa al Santo martire, realizzata in trachite locale, nella prima metà del Seicento, il cui risultato è frutto di un radicale rifacimento ed ampliamento di un precedente edificio risalente al XI - XII secolo, del quale oggi si possono osservare alcune parti murarie nella sagrestia e nel presbiterio. Inoltre molti elementi decorativi attualmente presenti nella chiesa sono di epoca romanica: gli elementi zoomorfi collegati da archetti nella cornice finale della parte antica del campanile; le protome leonine presenti internamente in corrispondenza delle aperture laterali con arco inflesso ed esternamente alla chiesa, in prossimità della trabeazione che sorregge il frontone semicircolare; la base ottagonale in trachite scalanata del fonte battesimale addossato alla facciata interna in cui la parte superiore fu completata nel 1697 come testimonia una iscrizione posta alla sommità; ed ancora l'acquasantiera in trachite con colonna e gli elementi decorativi della chiave di volta dell'arco centrale del presbiterio che mostra le sculture di maggior rilievo, rispetto ai sottarchi, con raffigurazioni di tipo popolaresco.
L'interno della chiesa, i cui lavori ebbero inizio nel 1637 ad opera di maestranze locali guidate dallo scalpellino Antonio Pinna e terminati nel 1642, offre un patrimonio incredibilmente ricco e pressoché intatto in quanto è tra le poche chiese sarde che conserva ancora gli arredi originali, in genere sostituiti nel Sette e Ottocento da quelli in marmo. Inoltre l'abilità e la maestria degli scalpellini locali nell'incidere la trachite è visibile nella ricca ornamentazione a bassorilievo che riveste i lastri e le arcate principali e secondarie che danno quasi l'impressione della trasposizione di intagli lignei in intagli in pietra. Inoltre numerose decorazioni interne testimoniano le influenze iberiche e l'attenta conoscenza delle novità che avvenivano nell'isola: infatti dieci anni prima in Oristano era stato completato l'Archivietto e il Maestro Antonio Pinna era rimasto sicuramente colpito dalle decorazioni dei portalini con arco inflesso tanto da a realizzare la stessa soluzione decorativa per le due aperture che fiancheggiano l'arco maggiore. La chiesa di San Sebastiano è composta da un'unica navata coperta da una volta a botte, ribassata nella zona presbiterale, rinforzata da sottarchi in trachite a vista, scolpiti con elementi decorativi cassettonati raffiguranti punte di diamante e motivi floreali, mentre le chiavi di volta ospitano sagome di figure umane. La navata centrale, dotata di quattro finestre per lato, è affiancata da otto cappelle laterali, di pianta quadrata, anch'esse coperte da volte a botte, la cui scansione è messa in risalto da archi in trachite con motivi decorativi simili a quella dei sottarchi della navata centrale. Queste cappelle sono tutte dotate di altare ligneo. La pavimentazione originale è stata sostituita con l'attuale, in marmo bianco e grigio, voluta e realizzata dal rettore Cosimo Manca nel 1898 come mostra una targhetta localizzata in prossimità dell'arcata maggiore.
La zona del presbiterio è di pianta quadrata, è sopraelevata rispetto all'aula centrale e mostra una certa irregolarità nello spessore e nella esecuzione della struttura. L'altare maggiore ligneo, datato 1754, all'interno del quale è collocata la statua de San Sebastiano Martire è ricco di decorazioni ed intagli che manifestano lo stile sontuoso del barocco. L'imponenza della fabbrica, rispetto all'entità attuale del paese, la ricchezza degli elementi decorativi lignei interni e di quelli che compongono la facciata, fanno pensare che l'abitato avesse assunto una certa importanza sul territorio diventando probabilmente un centro di scambio con i villaggi limitrofi.
