Cette collégiale compte parmi les plus grandes églises gothiques des XIIe et XIIIe siècles d’Île-de-France : la prospérité des chanoines a permis la construction d'une église aux qualités architecturales remarquables. Ses stalles Renaissance et ses remarquables vitraux figurent parmi les réalisations artistiques notables des XVe et XVIe siècles.
Champeaux est aux XIe et XIIe siècles un centre de théologie réputé et le siège d'une école de chantres dans la mouvance de celle de Notre-Dame. Guillaume de Champeaux, philosophe et théologien, maître d'Abélard, y voit le jour vers 1070. Ce rayonnement culturel du à la présence des principaux théologiens du Moyen-âge s’affaiblit au cours des siècles. Les derniers chanoines quittent définitivement les lieux en 1793.
La survie du bâtiment, est assurée par la destruction en 1792 de l'église voisine, Notre-Dame, et le transfert consécutif du culte paroissial dans la collégiale.
Après la Révolution, la collégiale est en très mauvais état. Son classement au titre des monuments historiques, par liste, en 1840, permet d'engager les premiers travaux de 1844 à 1849. La première véritable campagne de restauration du bâtiment s'échelonne de 1891 à 1905.