L’église est une antique demeure, vouée à Notre-Dame (située Place de l’Église). Elle a été bâtie en exécution d’un vœux de Guillaume le Conquérant. L’édifice se compose de styles divers : pur roman, roman de transition, gothique du XIIIe et gothique du XVe.

Sa construction a connu plusieurs étapes :

1. Entre 1050 et 1120 : le chœur, les croisillons et les bases de la tour. Le vitrail du chœur, situé à droite de l’ancien autel, rappelle l’heureux passage du Couesnon par ses hommes en danger d’enlisement.
2. De 1120 à 1150 : la nef avec ses demi-colonnes engagées dans les murs, ses travées carrées et croisées d’ogives à la voûte auxquelles se rattachent les pignons de l’Ouest et les trois portails.
3. En 1220 : l’autel primitif situé au fond du chœur daterait de cette époque. Il serait contemporain au cloître gothique du Mont-Saint-Michel. C’est une simple table de granit posée sur une pierre d’angle et deux colonnettes. Le tabernacle est placé à gauche de l’autel, creusé dans le mur du chevet. Il est fermé par une belle grille en fer forgé, de même que l’armoire oblongue qui l’avoisine et qui sert maintenant de reliquaire. A droite de l’autel primitif, le vitrail est une reproduction d’un fragment de la tapisserie historique de la Reine Mathilde, conservée au musée de Bayeux. À l’intérieur de la nef, resplendissent quelques chapiteaux animaliers à peine indiqués, mais très beaux. Les dalles de granit que l’on foule sont des pierres tombales provenant de l’ancien cimetière qui entourait autrefois l’église (certaines sont datées).
4. De 1381 à 1418 : concerne la partie gothique. On perce la grande fenêtre du chœur afin d’obtenir plus de clarté dans l’édifice. On procède ensuite de même dans les croisillons Nord et Sud. On surélève le pavé du chœur et on aménage une gracieuse crédence pour la desserte du maître-autel.
5. Vers 1400 : on construit la chapelle Saint Jean, parallèle au chœur, avec lequel elle communique par une arcade gothique. En 1402, le seigneur Robert MONFLARD et son épouse font sculpter le magnifique retable qui ornemente le fond. Taillé dans la pierre blanche, il retrace en 22 compartiments la « Passion du Christ et sa Résurrection ». Au moment des guerres de religion et lors de la Révolution a eu lieu une mutilation systématique de toutes les têtes des personnages. Ce fut une splendeur, à en juger par les vestiges qui demeurent. Les Pontorsonnais l’appelaient le « Retable des Saints Cassés ».
6. En 1627 : on édifie le beffroi gothique, clocher « à bâtière » bien Normand, qui ne sera achevé que cette année là. Deux chapelles ogivales flanquent la nef au Nord et au Sud.
7. En 1853 : à l’entrée du transept gauche se trouve le lutrin à l’aigle impérial, en bois sculpté et doré. Il a été fait par Piel, à Martigny.
8. Vers 1700 : une Vierge en bois du XVIIIe, vénérée sous le vocable de Notre-Dame, située dans la petite chapelle Nord, au dessus de l’autel, mérite aussi d’être remarquée. Elle échappa à la mutilation pour avoir été coiffée du bonnet phrygien par un astucieux bourgeois de la cité, qui la présenta aux « sans culottes » comme Marianne, la personnification vénérée de la première République.

La porte d’entrée Sud est ornée en son tympan d’une sculpture dont la signification reste à ce jour encore à d’couvrir. Certains historiens y on vu la fable de Prométhée ? Pélican ? On ne sait !

La façade Ouest, flanquée de deux tourelles romanes avec sculptures variées, est unique en Europe, au dire des archéologues. Commencée en 1974, la restauration intérieure de cet édifice a été achevée au mois de mai 1976.