Jednak przybycie cystersów na obecne tereny nastąpiło czterdzieści lat wcześniej. Inicjatorem osiedlenia ich w Mogile był biskup Iwo Odrowąż. W XIV wieku za panowania Kazimierza Wielkiego wzniesiono krużganki klasztorne, odnowiono wtedy kościół i podwyższono mury. W XV stuleciu świątynia dwukrotnie była niszczona przez ogień, po drugim pożarze opat Marcin Matyspasek przystąpił do generalnej odbudowy całego opactwa. Wzmocniono wtedy kościół skarpami. W XVI wieku wykonano nowe sklepienie, a jeden z braci - Stanisław Samostrzelnik, ozdobił pięknymi malowidłami kościół i klasztor. W XVII wieku opactwo zostało zniszczone przez Szwedów. Z kolei w 1743 roku wielki pożar spowodował całkowite zniszczenie kościoła, do odbudowy przystąpiono po ponad trzydziestu latach - w 1779. W czasie tej wielkiej renowacji wnętrze kościoła przybrało formę barokową, wzniesiono wtedy także skromną fasadę świątyni. Na początku XX wieku rozpoczęła się gruntowna restauracja kościoła, podczas której jego wnętrze ozdobiono polichromią autorstwa Jana Bukowskiego. Główne wejście do kościoła znajduje się w późnobarokowej fasadzie, wybudowanej w 1780 podczas renowacji po pożarze z 1743 roku. Świątynia jest XIII-wieczną, trójnawową budowlą bazylikową, z transeptem i prezbiterium zakończonym prostą ścianą co świadczy o jej wczesnogotyckich korzeniach. Nawa główna posiada XVIII-wieczne sklepienie kolebkowe z lunetami, natomiast w nawach bocznych, transepcie i prezbiterium są gotyckie sklepienia krzyżowo-żebrowe. Wnętrze bazyliki ozdabia polichromia Jana Bukowskiego z 1918 roku. Do budowy kościoła użyto cegły, detale architektoniczne wykuwając w kamieniu. W sklepieniach naw bocznych można zobaczyć XIII-wieczne rzeźbione zworniki, charakterystyczne żabki. Ściany prezbiterium pokryte malowidłami Stanisława Samostrzelnika przedstawiającymi scenę Zwiastowania Marii. Witraże w oknach prezbiterium obrazujące sceny z życia Jezusa i Marii wykonano po drugiej wojnie światowej według kartonów Tadeusza Wojciechowskiego. Ołtarz w prezbiterium to późnogotycki pentaptyk z 1514 roku pochodzący ze Szczodrowa. Przed ołtarzem umieszczono kopię fragmentu pierwotnej ceramicznej posadzki z połowy XIII wieku, której oryginały przechowywane są w klasztorze. W prezbiterium zobaczyć można także XVIII-wieczne stalle z obrazami świętych w zapleckach. W północnym ramieniu transeptu, oddzielonym od naw XVII-wieczną kratą, znajduje się Sanktuarium Krzyża Mogilskiego. Legenda mówi, że krzyż wyłowiono z Wisły za życia biskupa Iwona i przeniesiono do kościoła, w którym szybko zasłynął cudami. Pierwszy krzyż prawdopodobnie spłonął w trakcie pożaru, natomiast obecny gotycki pochodzi z pierwszej połowy XV stulecia. Początkowo znajdował się w ołtarzu pośrodku nawy głównej i dopiero pod koniec XVI wieku przeniesiono go w obecne miejsce, gdzie kaplicę dla niego ufundował Stefan Żółtowski, jako wotum za ocalenie podczas bitwy pod Cecorą. W mogilskim kościele było pochowanych około 100 przedstawicieli rodziny Odrowążów, ale do naszych czasów dotrwały jedynie szczątki 17 płyt nagrobnych, które znajdują się obecnie na krużgankach. W Mogile był też pochowany biskup krakowski Jan Muskata. Jego zniszczony pożarem brązowy nagrobek został w 1743 r. sprzedany przez mnichów na złom.