Die ehem. Abteikirche wurde noch unter dem ersten Abt Stephan vor 1168 begonnen. Damals arbeitete man am Fundament, wie die dendrochronologische, d.h. naturwissenschaft-liche Datierung der Jahresringe eines im Fundament des südlichen Seitenschiffs geborgenen Holzes belegt. Der für Zisterzienser lange Zeitraum von rund 25 Jahren zwischen der Ankunft der ersten Mönche und dem Baubeginn der Kirche hatte unterschiedliche Ursachen: Zunächst war die Stiftung Siegfrieds materiell auffallend gering ausgestattet, zudem verstarb der Stifter früh, so dass anfangs wirtschaftliche Schwierigkeiten angenommen werden können. Vielleicht wurde auch lange nach einem geeigneten Standort gesucht. Der heutige Standort im Tal des Otterbachs bereitete jedenfalls technische Probleme. Da der Baugrund in Muldenlage durch Grund- und Hangwasser stark durchfeuchtet ist, zudem Quellen unter dem Nordquerarm lagen, musste unter der Kirche ein für Sakralbauten singuläres System von Wasserableitungskanälen angelegt werden, wohl die älteste mittelalterliche Wasserableitung Deutschlands. Auch das gegenüber dem Südseitenschiff um 88 cm angehobene Bodenniveau des Mittel- und des Nordseitenschiffs steht damit offenbar in engem Zusammenhang.

Vermutlich musste man während des Baus erkennen, dass die Feuchtigkeitsprobleme gravierender waren, als ursprünglich angenommen, und legte deshalb Mittel- und Nordseitenschiff höher. Schließlich resultiert der große zeitliche Abstand zwischen der Gründung und dem Baubeginn möglicherweise auch daraus, dass man zunächst mit Bauten der Klausur begann. Deshalb  wurde mit der Südseite der Kirche noch vor dem Altarhaus begonnen, wie u.a. die älteren Formen des Kapitelsaals vermuten lassen. Mit dem Bau des Kanalsystems wurden zumindest die Südseite, das Querhaus und der Chor fundamentiert. So sah man zu diesem frühen Zeitpunkt einen flach schließenden Chor vor, auch dies ein Hinweis auf das Mutterkloster Eberbach, dessen Kirche mit Kastenchor - allerdings ohne Kapellen - gerade im Bau war. Weitere dendrochronologisch datierte Hölzer legen den Schluss nahe, das die aufwändigen Fundamentierungsarbeiten noch bis nach 1177 andauerten.

Ab ca. 1180 wuchs die Kirche in vier Bauabschnitten empor. Im ersten errichtete man zunächst die Außenwand des Südseitenschiffs bis zur Dachhöhe des Kreuzgangs. Daran schlossen sich die Mauern des Südquerarms und des Chors bis in Höhe der Kämpfer an, wobei man in Abweichung vom ersten Plan eine Apsis mit dreiseitig gebrochenem Schluss ausführte. Mit den Mauern des Nordquerarms und der Ostjoche des Nordseitenschiffs wurden die Kapellen an den Querarmen und am Altarhaus begonnen. Im zweiten Bauabschnitt wurden zwischen 1199 und 1211 Altar- und Querhaus fertig gestellt und eingewölbt, so dass sie rund 40 Jahre nach Baubeginn u.a. für Messen und für die Chorgebete der Mönche nutzbar waren. Gleichzeitig entstanden das östliche Langhausjoch als Widerlager des Vierungsgewölbes und die Pfeiler der sich nach Westen anschließenden Joche des Langhauses. Im Südseitenschiff wurden die Außenmauern vollendet und die Ostjoche eingewölbt. Der Bau des Nordseitenschiffs schritt analog zum Mittelschiff nach Westen voran. Vornehmlich unter dem bedeutendsten Abt Philipp (1209-25) entstanden in der dritten Phase zwischen 1211 und 1236 der Obergaden und die Gewölbe der vier östlichen Mittelschiffjoche, daneben die Langhausarkade des fünften Jochs sowie das untere Geschoss der Westfassade.

Die Seitenschiffe wurden fertig gestellt. Mit dem vierten Bauabschnitt, der in die Amtszeiten der Äbte Folkard und Gerhard fiel, wurde der Bau zwischen 1236 und 1242/46 vollendet: Das fünfte Joch des Mittelschiffs erhielt Obergaden und Gewölbe, die Westfassade das obere Geschoss mit dem Rosenfenster, das im Gewände inschriftlich 1241 datiert ist. In zwei anderen Inschriften sind möglicherweise die Namen eines Baumeister oder Stifters überliefert: HARTMUT an einem Gurtbogen des Mittelschiffs und MEME(N)TO • CVNRADI im Tympanon des Hauptportals. 1246 wurde am Dach gearbeitet, wie die dendrochronologische Datierung eines Balkens des Chordachs belegt. Nach ca. 90 Jahren Bauzeit vollzog Weihbischof Arnold von Lüttich in Anwesenheit von Erzbischof Gerhard von Mainz am 10. Mai 1254 die Weihe der Klosterkirche und ihres Hochaltars.

Zur Geschichte der Kirche nach ihrer Vollendung sind nur wenige Nachrichten überliefert. Das Bauwerk wies schon 1612 Schäden an Dach und Fenstern auf. 1670/71 wurde ein Großbrand wahrscheinlich durch Blitzschlag ausgelöst, so dass der Dachreiter über der Vierung ersetzt werden musste. 1789 galt die Kirche als einsturzgefährdet. Um 1800 wurde sie von den Franzosen beschlagnahmt und diente als Hafer- und Strohmagazin. In den folgenden Jahren verschlechterte sich ihr Zustand zusehends, so dass im Winter das Wasser im Innenraum »mehrere Schuh« hoch stand. Nachdem die Pfalz 1815 an Bayern gekommen war, und nach der Vereinigung der protestantischen Kirchen 1818 wurde die erste große Renovierung zwischen 1821 und 1831 durchgeführt. Ihr Ziel war die Beseitigung der Feuchtigkeit. Hierzu wurde u.a. ein neues Entwässerungssystem eingebaut und der Kirchenboden um ca. 1,5 - 2 m angehoben. Die nächsten Eingriffe wurden 1902 vorgenommen, als zunächst das protestantische Langhaus innen grundlegend renoviert wurde, der katholische Teil folgte 1911. 1970/71 wurden die Außenwände gereinigt, zuvor das Dach erneuert und über der Vierung ein Dachreiter mit Glocken nach dem Kupferstich von Matthäus Merian (1648) wieder errichtet. Die letzte große Restaurierung begann 1978. Wieder galt ein Hauptaugenmerk der Beseitigung der aufsteigenden Nässe.

Zu diesem Zweck wurde das alte Entwässerungssystem durch eine archäologische Grabung untersucht und der Grundwasserstand drei Jahre gemessen. Anschließend wurde der Boden bis in 1,2 m Tiefe ausgebaggert und ein Entwässerungssystems mit begehbarem Kanal, in den Drainagerohre münden, eingesetzt. Das ursprüngliche Fußbodenniveau konnte rückgebaut werden. Am Mauerwerk des Mittelschiffs waren keine tief greifenden Reparaturen notwendig. Da die Farbfassung bis auf Reste zerstört war, beließ man die Steinflächen in natürlicher Farbigkeit, die Putzflächen im Gewölbe erhielten einen hellen Kalkanstrichen Querschiff und Chor bot sich ein größeres Schadensbild, u.a. mussten Spannanker zur Stabilisierung der Chorwände eingezogen werden. Am 15. September 1991 wurde das in neuem Glanz erstrahlende Bauwerk den Gemeinden feierlich übergeben.