Det romanske skib og kor er opført af granitkvadre. I østgavlen er indmuret rundhuggede kvadersten, hvilket tyder på, at kirket oprindeligt havde halvrund gavl eller apsis. På korets sydside sidder to kvadre med fremspringende masker der fra.

Tårnet er opført i senmiddelalderen af genanvendte granitkvadre og munkesten. Det benyttes i dag som indgang til kirken.

Sydportalen, der prydes af to par søjler og en korsdekoreret tympanon, er tilmuret.
Nordportalen er stærkt omsat.

På et nyt alterbord står en firfløjet altertavle fra 1600-tallet med et genfremdraget altermaleri. Et nyere alterbillede fra o. 1860 er ophængt på nordvæggen. I kirken hænger også et portræt af sognepræsten 1873-1920. N.K. Glud.

Granitdøbefonten er af høj kvalitet. Kummen er hugget som et firpas og dekoreret med 16 menneskefigurer i højt relief. En søsterfont står i Torum kirke.

Prædikestolen med udskårne relieffer af de fire evangelister er nok samtidig med altertavlen. Den hviler på en udskåret træstolpe fra o. 1300.

I skibet hænger et udskåret krucifiks fra slutningen af 1400-tallet, i koret står en ombygget skriftestol, og i tårnrummet står en defekt klokke fra 1410.

På to malmstager er indgraveret årstallet 1724 og 1725 samt Johan Parsbergs navn og våben, hvoraf den ene kan være ombyttet med en stage i Grønning kirke.

Lyby kirke anses i middelalderen for “Sysselkirke” for Salling Syssel med tingsted på den nærliggende Bostrup Tinghøj. I 1375 blev der holdt ting i kirken. Her drøftede egnens fornemste mænd den alvorlige situation, hvor landet havde “lidt forfærdelig skade af rov og brand, af kornets ufrugtsommelighed, af fjendernes grumhed, bratdød, fædød og fiskenes formindskelse …”.
Thi svor de med oprakte hænder mod himmelen, – at de skulle stadig og aldeles uden svig og skalkhed lægge vind på at forsvare kirkens personers friheder og det, som den tilhørte …!