Die Stiftskirche ist eine kreuzförmige Pfeilerbasilika mit 54 m Gesamtlänge der Hauptapsis und einer nördlichen Nebenapsis. Der südliche Querhausarm wurde später abgebrochen und ist noch im Innern als Nische erkennbar.
Im Westen steht der Turm aus unverputztem Quadermauerwerk. Er hat heute nur die Höhe des Mittelschiffs. Er besaß ursprünglich achteckige Aufsätze, welche im 15. Jahrhundert abgetragen wurden.
Die Kirche war bereits 1160 im Bau, wurde 1168 geweiht und war vermutlich Ende vom 12. Jahrhundert fertig. Danach erfolgte der Bau der Klostergebäude südlich der Kirche und um 1230/35 der Einbau der Lettner.
Die Einwölbung von Vierung und Querhausarmen entstand im ersten Viertel vom 15. Jahrhundert, das Langhausgewölbe trägt das Datum 1476.
Die Herren von Schönburg erhielten den Klosterbesitz im Tausch gegen Hohnstein, Wehlen und Lohmen. Seitdem hat es den Namen Wechselburg. Der Deutsche Orden versuchte noch bis 1570 erfolglos das Kloster zurückzubekommen.
Der Besitzer Carl Heinrich Alban Graf von Schönburg-Forderglauchau gestattete seit 1843 die Abhaltung katholischer Privatandachten in der Basilika. Dies löste einen jahrzehntelangen Streit mit der evangelischen Landeskirche aus.
Zu Fronleichnam 1900 verbot die Leipziger Kreisdirektion den Zutritt unbefugter Personen zum Schlosspark und entsandte ein Polizeiaufgebot („Wechselburger Kulturkampf“). Danach einigten sich die Schönburger und das Ministerium.
Offiziell zur römisch-katholischen Pfarrkirche und zum Wallfahrtsort wurde die Basilika erst 1945.
In den letzten Kriegstagen entstanden am Dach durch Sprengungen schwere Schäden. Das Notdach wurde 1946 errichtet, die Restaurierungsarbeiten dauerten von 1953 bis 1965.
Benediktinermönche aus Ettal gründeten 1993 das Kloster Wechselburg als klösterliche Niederlassung erneut. Die sechs Mönche betreiben heute noch ein Jugend- und Familienhaus und sind in der Wallfahrts- und Pfarrseelsorge engagiert. Seit 2010 wurde das Kloster ausgebaut.
Am Weihetag der Wechselburger Basilika, dem 14. September 2012, erhob man das Kloster in einem feierlichen Gottesdienst zum Priorat der Abtei Ettal.
Am 16. September 2018 wurde die Klosterkirche von Papst Franziskus zur Basilika minor erhoben.