Trzemeszeńska katedra pod wezwaniem Wniebowzięcia NMP i św. Michała Archanioła była świątynią przyklasztorną. Tytuł katedry związany jest z wyniesieniem przeora klasztoru do godności opata, łączący się z przywilejem posługiwania się infułą i pastorałem. Podziemia bazyliki kryją kamienne pozostałości romańskie. Z budowli wzniesionej w XII wieku przez kanoników regularnych zachowały się dwie wieże i elementy architektury wnętrza. W świątyni widoczne są pozostałości przebudowy gotyckiej.W latach 1764-81 staraniem opata Michała Kościeszy Kosmowskiego kościół został gruntownie odrestaurowany i przebudowany, a jego wnętrze ozdobione w stylu późnego baroku. Wzory architektoniczne, oparte na planie krzyża łacińskiego, otoczonego wieńcem kaplic i wzniosłą kopułą, zaczerpnięto z rzymskiej bazyliki św. Piotra.Spaloną przez Niemców budowlę sakralną z wielkim pietyzmem odbudowano, rekonstruując w detalach elementy wyposażenia wnętrza. Bazylika trzemeszeńska uznawana jest za perłę późnego baroku w Wielkopolsce. W kościele znajduje się epitafium wielce zasłużonego dla kościoła i miasta opata Kosmowskiego oraz tablica upamiętniająca profesora miejscowego gimnazjum Jana Weissa, zamordowanego przez hitlerowców we wrześniu 1939 roku. W sąsiedztwie bazyliki znajduje się odremontowany dawny pałacyk opacki, mieszczący dziś plebanię.
