L'église actuelle se trouve certainement à l'emplacement d'un lieu de culte romain. C'est au Xe siècle que fut construite la première chapelle chrétienne. De l'église romane du XIIe siècle subsiste l'abside semi-circulaire, suivie d'une croisée surmontée d'une coupole soutenant un clocher et d'une nef à trois travées voûtées en berceau brisé.
L'église est agrandie vers 1430 : deux collatéraux nord et sud de deux travées chacun formant transept, agrandissement de la porte d'entrée au sud (adjonctions de style gothique). Au XVIIe siècle, construction de la tribune occidentale et d'une sacristie au sud-est du chevet. Au XVIIIe siècle, chapelles nord et sud prolongeant les croisillons de transept ; la chapelle Saint-Baudile possède des boiseries enchâssant des toiles représentant des épisodes de la vie de Saint-Baudile. De nombreuses adjonctions par la suite de chapelles latérales parasites (XVIIe à XXe), déforment l'aspect de cette église d'exception.
