De très loin l'édifice le plus imposant de Poitiers de par ses dimensions. Sa construction fut commencée vers la fin du XIIe siècle sous l'impulsion d'Aliénor d'Aquitaine. Elle est de style gothique angevin, à l'exception de la façade, qui avec sa rosace et trois portails sculptés, suit l'influence du gothique de l'Ile de France.
Une collection de 18 verrières de la première moitié du XIIIe éclaire l'église. Remarquez le très beau vitrail, au centre du chevet, du XIIe siècle. Les stalles du choeur, du milieu du XIIIe sont parmi les plus anciennes de France. Les orgues du 18e sont l'oeuvre de F. Clicquot.
A découvrir : les Chemins de Notre-Dame entraînent le visiteur en toute liberté à la découverte des trésors historiques et des quartiers anciens. Au départ de Notre-Dame-la-Grande, ils sont matérialisés par des bandes de couleurs peintes au sol, et accompagnés d'une signalétique au fil des rues.