Biserica de la Vârghiş, în faza romanică, a avut dimensiunile interioare de 12,50 x 4,10 m dispunând pe latura sa nordică de o sacristie trapezoidală cu dimensiunile interioare de 2,40 x 3,10 m. Absida semicirculară a fost prevăzută cu 4 contraforturi, fiind decopertaţi trei, al patrulea înglobat în fundaţia peretelui nordic al bisericii din faza goticului târziu.

Biserica din faza romanică, înspre vest, se prelungeşte (prin fundaţiile descoperite) cu un spaţiu de 4,80 x 4,10 m, care poate fi considerat fie o prelungire ulterioară a navei, fie fundaţia turnului clopotniţei din faza iniţială a acesteia. Înclinăm spre această din urmă ipoteză deoarece această zonă a fost prevăzută cu 4 contraforturi, din care, au fost surprinşi câte unul pe latura sudică şi pe cea sud-vestică, ceilalţi 2 probabil au fost înglobaţi în peretele nordic al bisericii din faza goticului târziu, sau, au fost dislocaţi ori folosiţi ca bază pentru contrafortul gotic de pe latura nord-vestică.

Intrarea în biserica din faza romanică se făcea pe sub turnul clopotniţei. Acest lucru este întărit şi de faptul că, în afara intrării vestice a bisericii din faza gotică, la baza pragului din piatră a fost depus, cu ocazia demolării primei biserici, un element decorativ din andezit aparţinând unui ancadrament de uşă din faza romanică.

În zona arcului de triumf, au mai fost descoperite încă 21 de monede din secolul XIII, precum şi un fragment din vasul ceramic în care au fost depozitate. Astfel, tezaurul monetar, aparţinând lui Rudolf de Habsburg, cuprinde 53 de piese.