L'église a été construite au 11e s. en calcaire du Jura, puis modifiée aux siècles suivants ; elle succède à deux chapelles des 5e et 7e s. Directement inspiré de l'ancienne abbatiale de Cluny, St-Pierre-le-Vieux, l'édifice possède de nombreux éléments typiquement bourguignons. C'est ici, en 1501, que Marguerite d'Autriche, petite-fille de Charles le Téméraire, épousa Philibert le Beau.