L’église abbatiale est construite selon un plan longitudinal. Elle est orientée au nord et terminée par un chevet plat.
L’église actuelle est installée au sein d’une aile de l’abbaye. La façade occidentale est percée par deux portes-fenêtres symétriques en arc plein-cintre. L’une d’elles donne accès à l’église. L’église est composée de deux fois huit travées séparées au centre par trois travées. Toutes sont ajourées par d’immenses fenêtres en plein-cintre surmontées d’un arc architecturé. Les trois travées centrales sont comprises entre deux contreforts qui se prolongent en fronton antique au deuxième étage de l’église.
La voûte de l’église est en berceau. Son chevet est aveugle car l’église est accolée à une autre aile de l’abbaye.
Les bâtiments actuels ont été construits aux XVIIe et XVIIIe siècles par les moines de la congrégation de Saint-Maur. Rendus au culte en 1948, les bâtiments conventuels sont restaurés par l’Administration des Monuments Historiques. Le réfectoire, situé dans l'aile ouest du monastère, est alors transformé en église abbatiale, qui reçoit sa dédicace solennelle le 31 octobre 1969.
Les XIIe et XIIIe siècles furent marqués par de vastes constructions qui témoignaient de l'opulence et du rayonnement de l'abbaye. A la suite d'un incendie, l'église fût presque entièrement rebâtie et consacrée en 1178. En 1197, l'église en partie écroulée fut de nouveau reconstruite. En 1274, la tour centrale de l'église s'écroula, entraînant dans sa chute du chœur et du transept. L'église fut une fois de plus reconstruite, mais cette fois sur de nouvelles fondations beaucoup plus vastes. Elle est consacrée en 1342 par Jean V de Hautfuney, évêque d'Avranches. Avec la Guerre de Cent ans, le lieutenant du roi Jean décida de fortifier l'abbaye: on mura les baies du chevet et les fenêtres hautes du chœur et l'église fut entourée de fossés. Lors de guerres de Religion, les Protestants, reprenant l'offensive après la défaite de Dreux, sous l'ordre de l'amiral de Coligny, saccagèrent, en 1563, l'abbaye du Bec. Dès lors, les moines se dispersèrent, laissant le site péricliter: en 1551, la nef de l'église s'écroula et, faute de moyen, on décida de raser l'édifice, ne laissant que deux travées dont les fondations sont encore visibles. Participant au grand renouveau spirituel qui marqua le premier tiers du XVIIe siècle, la Congrégation bénédictine de Saint-Maure entreprit de réformer la plupart des monastère français. A la Révolution Française, les moines furent expulsés. Pendant une quinzaine d'années, les bâtiments subirent dégradations et pillages divers. L'église abbatiale et la salle capitulaire furent vendues comme carrière de pierre en 1805 et détruites. Les bâtiments conventuels furent utilisés comme écurie militaire. En 1948, l'abbaye fût rendue au culte monastique: la Congrégation bénédictine de Mont-Olivet, fondée au XIVe siècle s’installe dans l’abbaye. En 1959, l'abbaye vit le retour du corps du Bienheureux Herluin, déplacé dans l'église paroissiale Saint-André au lendemain de la Révolution.