L’abat Garriga al segle XVI decidí construir l’església nova sobre la plataforma creada inicialment per situar-hi el monestir. L’obra es finançà per aportacions que vingueren de Catalunya, d’Espanya i Amèrica i pels devots que acudien al monestir per gaudir del jubileu concedit l’any 1561 pel papa Pius IV.
L’església fa 68,32 metres de llarg, 21,5 d’ample i 33,20 d’alçada. Els murs mestres tenen 2 metres de gruix. És d’una sola nau amb sis capelles laterals per banda i comunicades entre si per un corredor. El presbiteri és poligonal. Al damunt de les capelles laterals hi ha les tribunes. La coberta de l’església té un sistema de voltes amb arcs torals de mitja punta, metre que els arcs formers són ogivals, al centre dels quals hi ha una grossa clau de volta. L’església s’il·lumina per finestres rectangulars obertes a les capelles i a les tribunes, i també per 12 ulls de bou, sis per banda, i una gran rossada i un cimbori octogonal situat sobre la nau central. En aquest punt els contraforts es dupliquen donant la impressió d’un fals creuer.
Al costat i al darrera del presbiteri hi uns espais ocupats per les sagristies, els accessos al cambril i les tribunes. En connexió amb les grans tribunes de l’església hi ha el cor situat sobre els dos darrers trams de la nau.
L’estil de l’església és un barreig del gòtic i el renaixement. L’església fou inaugurada el 2 de febrer de 1592. El projecte inicial de l’església fou alterat tot seguit aixecant un pis amb obra de maçoneria sobre les tribunes i un altre pis sobre la nau central destinats a allotjar dormitoris de la comunitat. Aquesta construcció tapava l’entrada de llum al cegar totes les obertures que donaven entrada de llum a l’església.
L’antiga portada de l’església era renaixentista. Era un arc triomfal de dos pisos amb fornícules en els intercolumnaris i un gran arc en forma de petxina al centre del pis superior. Al damunt col·locaren un fris amb l’escut de la monarquia i del monestir de Santa Maria de Montserrat i un relleu amb l’Anunciació. Des del seu inici ja estava previst posar un apostolat presidit per Jesucrist, encara que, en un primer moment, no es feu aquesta obra.
A l’interior de l’església hi havia un gran retaule donat per Felip II. La imatge de la Mare de Déu es traslladà de l’església romànica a la nova el dia 11 de juliol de 1599.
L’any1609 s’instal·là una gran reixa que tancava el presbiteri a l’accés del públic. Aquesta reixa fou finançada també pel rei Felip II. Una altra gran obra era el cadirat del cor monacal. Tota la nau central, amb les voltes incloses, anaven daurades amb pa d’or i a sobre una decoració pintada en negre amb fullam i grotescs.
A l’interior de l’església hi havia nombroses llànties. El daurat de les reixes junt amb les llànties deurien crear un ambient de molt recolliment a l’interior de l’església.