L'église est à l'origine un ancien prieuré, qui à l'instar de celui de Vignory dépendait de l'abbaye de Luxeuil, fondé sans doute au début du XIe siècle[2].
L'église Saint-Thibaut de Clefmont est de style roman.
La nef et la façade datent du XIIe siècle. Le vaisseau central, probablement seulement charpenté, reçoit des voûtes sur les piliers de la fin du XIe siècle.
Plus tard dans le XIIe siècle, des voûtes d'ogives sont montées sur les trois premières travées de la nef et les deux dernières travées en reçoivent au XIIIe siècle.
La tour du clocher qui se trouvait sur le chœur reçoit la foudre en 1747 et est démolie puis reconstruite sur le portail d'entrée. Elle est à nouveau démolie en 1760 pour être rétablie sur un nouveau chœur en 1871. La flèche de clocher est de nouveau incendiée par la foudre en 1867 et est remplacée par un toit en pavillon.
Au XIXe siècle, le chevet et le clocher de l'église sont reconstruits.
Clocher.
Façade romane.
Côté de l'église.
Chapelle castrale
Au XVe siècle, une chapelle castrale dédiée à sainte Catherine est construite sur le côté gauche de l'église par les seigneurs de Clefmont, désormais issus de la famille de Choiseul, qui décident de s'y faire inhumer.
Cette chapelle est de style gothique et est munie d'un caveau.
L'église Saint-Thibaut de Clefmont a probablement été bâtie à l'emplacement de ce prieuré. Un nouveau prieuré a ensuite été construit sur le côté droit de l'église, qui était donc à la fois église paroissiale et priorale.
Ce prieuré fut détruit vers 1784 car il nuisait à la salubrité de l'église.
Une campagne de restauration a alors été menée de 1784 à 1787 qui a consisté à dégager le chœur et le collatéral droit afin d'assainir l'église et de percer plusieurs fenêtres.