Saint Remi, évêque de Reims, qui a baptisé Clovis, meurt vers 533 à 96 ans. Comme saint Hilaire à Poitiers, autre grande figure de l'église de Gaule, il est enterré hors des murs de la cité, dans un modeste oratoire dédié à saint Christophe. Celui-ci est presque immédiatement et dédié à saint Remi. Dans la seconde moitié du VIIIe, l'archevêque Tilpin y établit une communauté bénédictine.

Une nouvelle église est consacrée le 1er octobre 852 par l'archevêque Hincmar. Vers 1007, l'abbé de Saint Remi, Airard projette de construire l'édifice actuel. Le plan initial est trop ambitieux. Il est modifié en cours de construction par les successeurs d'Airard. Elle est consacrée par le pape Léon IX en 1049, le 1er octobre, jour de la saint Remi. Elle est alors couverte d'une charpente. Le complexe monastique est remanié au début du XIIe siècle. L'abbé Pierre de Celle décide de doter l'église d'éléments gothiques. Le chœur est reconstruit entre 1170 et 1180, ainsi que la partie occidentale (en conservant toutefois les tours romanes). Le voûtement complet de la basilique est assuré par son successeur, Simon, à la fin du XIIe siècle.

L'abbaye passe sous le régime de la commende en 1473. En 1505, l'archevêque de Reims, qui est aussi l'abbé commendataire, Robert de Lenoncourt, décide de reconstruire la façade sud. En 1602, le pignon du transept est reconstruit après son effondrement. Vingt ans plus tard, la congrégation de Saint Maur reprend l'abbaye en mains et procède à de nombreuses restaurations. En 1774, un incendie ravage l'abbaye, épargnant toutefois l'église. La révolution chasse les abbés, et l'église descend au rang de paroissiale. L'église est classée monument historique en 1840. Des restaurations sont entreprises.

La nef comporte 11 travées voûtées d'ogives quadripartites (auxquelles s'ajoutent deux travées occidentales plus récentes, voir ci-dessous). L'amplitude de l'édifice est digne d'une cathédrale.

L'élévation est à trois niveaux. Les grandes arcades cintrées sont surmontées d'une vaste tribune à mur de fond plein. Ses arcades géminées s'inscrivent sous un arc de décharge. Les fenêtres hautes, assez petites, sont dominées par des oculi.

Les deux travées occidentales sont réunies par une voûte sexpartite. Leur élévation est à quatre niveaux. Un petit triforium aveugle vient s'intercaler entre la tribune et les fenêtres hautes. Toutes les arcades sont brisées.

Le mur de fond présente un bel ensemble de vitraux. Deux lancettes encadrent l'entrée le portail. A l'étage supérieur, une lancette simple, au centre, est entourée de deux groupes de deux lancettes. Une rose rayonnante domine l'ensemble (elle-même entourée de deux petites baies).

Les collatéraux, assez bas, sont eux aussi voûtés d'ogives. Seul le collatéral sud bénéficie de l'éclairage de grandes baies cintrées.

La croisée du transept ouvre sur deux bras de quatre travées irrégulières, bordés de collatéraux.

Le transept nord, en partie muré, est dominé par une rose rayonnante. On voit dans le mur de fond une colonne enfouie dans la maçonnerie, vestige d'une construction antérieure. De vastes tribunes à claire-voie lui fournissent un éclairage indirect.

Dans le transept sud, la lumière vient également de la grande baie flamboyante qui surmonte le portail.

Le chœur gothique comporte trois travées droites et un rond-point à cinq pans. Son élévation est à quatre niveaux, semblable à celle des deux travées occidentales de la nef. La tribune est à claire-voie.

Le déambulatoire ouvre sur cinq chapelles rayonnantes. La chapelle axiale est plus profonde que les autres.