Decanale, voorheen collegiale kerk, waarschijnlijk hét meesterwerk van de Brabantse gotiek; opgetrokken in het centrum van de stad, tegenover het gelijktijdig gebouwde stadhuis, op het kruispunt van het oude wegennet. Tot circa 1913 werden de oude koorsluiting en de zuidgevel omgord door schilderachtige huisjes van de 17de eeuw, die het gebouw zijn werkelijke schaal verleenden. Drie traveeën lang koor, omringd door een deambulatorium waarop zeven transkapellen, opgevat als ondiepe oratoria tussen de steunberen uitkomen; vooruitspringende dwarsbeuk, aan de noordzijde geflankeerd door een traptorentje en de kapittelzaal; zuidelijke kruisarm met groot onafgewerkt portaal aan de marktzijde; vijf traveeën lang driebeukig schip geritmeerd door pijlers; zijkapellen ingewerkt tussen de zware basissen der steunberen van het schip; zwaar, rechthoekig westblok.

Kerk voor het jaar 1000 gesticht (misschien door graaf Lambrecht met de Baard); in 1054 tot seculier kapittel verheven. Eerste, bekende brand in 1176; twaalf jaar later, inwijding van een altaar door de aartsbisschop van Keulen; circa 1373, werd de kerk opnieuw door een brand getroffen; in 1381, werd de oorspronkelijke westbouw voorzien van een houten bekroning, die in 1458 in de vlammen opging en volledig afgebroken werd in 1500. Van tweede kwart van de 15de eeuw, geleidelijke afbraak van het romaans gebouw dat vervangen werd door het huidige.

Romaanse kerk, vrij grondig opgegraven in 1956: pijlerbasiliek oorspronkelijk niet voorzien van een dwarspand en uitlopend op een vierkant koor, geflankeerd door twee apsidiolen. Westblok (waarschijnlijk uitgebeeld op het Leuvens Schepenzegel van de 12de eeuw): rechthoekig massief, geflankeerd door twee torentjes (zie Onze-lieve-Vrouwekerk van Maastricht). Ten oosten, cirkelvormige krocht (misschien het mausoleum van de graven van Brabant); achthoekige kern gemarkeerd door een centrale zuil waarop de gewelven der omringende gangen rustten; aan de oostzijde, drie overwelfde apsidiolen (het oorspronkelijke altaar is bewaard gebleven in de middelste); aan de westzijde, een nis overdekt met een tongewelf en uitgespaard in de dikte van de koorsluitingsmuur. Deze krocht, oorspronkelijk misschien twee verdiepingen hoog, was een bijgebouw (altaar gewijd aan Sint-Jan-de-Doper, vermeld in 1164?).

Wederopbouw reeds begonnen voor 1409-1410; algemeen plan en opzet volledig nagevolgd gedurende de hele bouwcampagne. Zeer homogene en zuivere architectuur, aangekondigd in de Sint-Romboutskerk te Mechelen: typische kenmerken van de Brabantse gotiek.

Circa 1430 was het werk aan het koor reeds ver gevorderd (onder leiding van S. van Vorst): contract voor de dakbedekking en begin van de overwelving: 1434; opbouw van de rechtse koortraveeën tijdens het tweede kwart van de 15de eeuw: in 1441, inwijding van het koor; koorbanken geplaatst in 1442; glasramen in 1448.

Transept uitgevoerd onder leiding van Jan Keldermans en Mathieu de Layens; onder dak in 1457 en overwelfd in 1475; aan de zijde van het stadhuis groot, doch onafgewerkt portaal, in 1497 aangezet naar ontwerp van Alard Duhamel (of van Hameel?).

Het oostelijke gedeelte van het schip werd samen met de transeptarmen begonnen en voortgezet tijdens het laatste kwart van de eeuw; in 1507 aanvang van het werk aan het westblok en de aanleunende laatste twee traveeën van het schip. In 1460 had M. de Layens te kampen met het probleem van de toren; opdracht voor een nieuw ontwerp door de stad toevertrouwd aan Josse Metsys: tekening bewaard in het Stedelijk Museum en maquette heden in de zuidtranseptarm opgesteld. De alleen bewaarde, brede onderbouw zou de basis gevormd hebben voor drie hoge torens (middelste 165 meter); geleidelijk moest afgezien worden van dit stoutmoedige ontwerp onder meer omwille van de slechte bodemgesteldheid, technische moeilijkheden, een aardbeving (in 1750 nog); instorting en vernieuwing van de aanpalende traveeën in de zuidzijbeuk kort nadien. Vergeefse uitvoeringspogingen, voornamelijk in de 17de eeuw. Restauratie gedurende ongeveer een eeuw: westblok haast volledig vernieuwd door E. Lavergne (1851-1867); koor door P. Langerock (1890-1914); algehele restauratie door Goovaerts (1924-1930); na de zware beschadiging tijdens de tweede oorlog, door F. en R. Vandendael en R. en R.M. Lemaire (1945-1963).

Mobilair Rijke verzameling; bijzonder vermeldenswaardig zijn: Drieluiken van Dirk Bouts, de "Marteling van Sint-Erasmus" (circa 1460) en "Het Laatste Avondmaal" (1464-1468); "Kruisafneming", School van Rogier van der Weyden, zogenaamd Edelherentriptiek (15de eeuw);

"Sedes Sapientiae", patrones van de universiteit, archaïserend beeld, naar Romaans voorbeeld ontworpen in 1425 (N. de Bruyn, herstellingswerken in 1942); houten hoofd van romaanse Christus (12de eeuw?); grafstenen van Hendrik van Brabant (+ 1235) en in noordzijde van het deambulatorium, van Machteld van Vlaanderen (+ 1211) en haar dochter Maria (+ 1260); in het koor sacramentstoren door M. de Layens(?) (voor 1451)

Doksaal (1488), met Calvarie door J. Borman(?) (circa 1500); geelkoperen doopvont in kapel aan het uiteinde van de noordzijbeuk (1490; deksel 1958); preekstoel herkomstig uit de norbertijnenabdij van Ninove.

Schatkamer (voormalige kapittelzaal).