La construction de l'église, un édifice entre les styles roman et gothique, au début dédiée à Saint Pierre, eut lieu à l'époque de l'évêque Anselme I^{er évêque d'Aoste}, qui accomplit cette tâche de 994 à 1025 . Son plan est à trois nefs décorées de fresques, et fut bâtie sur les restes d'une ancienne basilique paléochrétienne et d'une autre église remontant à l'époque carolingienne.

Le cloître roman, aux chapiteaux historiés, constitue peut-être la partie la plus célèbre de la collégiale. Il fut construit après 1132, comme on lit dans une inscriptionANNO AB INCARNATIO (N) E DOMINI MC XXX III IN HOC CLAUSTRO REGULAR (I) S VITA INCEPTA EST. En effet, c'est à cette époque que le pape Innocent II répondit positivement à la requête de l'évêque d'Aoste Héribert, qui avait été déjà chanoine régulier de Saint Augustin  pour le chapitre d'Abondance en Chablais (Haute Savoie)

Les arches et les voûtes furent modifiées à l'époque du prieur Georges de Challant (1468-1509)  .

L'imposant clocher fut érigé sur le parvis, détaché de l'église. Sa base, constituée de gros blocs, sans doute enlevés des monuments romainsde la cité romaine d'Aoste, remonte au XII°  , tandis que la partie supérieure fut réalisée au XIII° siècle