Dokładna data zakończenia budowy nie jest znana, jednak w 1350 opactwo koronowskie przekazało znaczne sumy na budowę katedry gnieźnieńskiej, co może świadczyć o całkowitym zakończeniu budowy kościoła i klasztoru w Koronowie.
Po kilkudziesięciu latach świetności, w drugiej połowie XIV wieku kościół i klasztor zostały spalone, natomiast w 1411 zajęte przez krzyżaków. Trudne czasy trwały aż do pokoju toruńskiego, po którym nastąpił okres stabilizacji i rozwoju. W 1523 biskup Mikołaj Mściwy konsekrował kościół oraz siedem nowych ołtarzy. W roku 1656 kościół i klasztor były niszczone przez Szwedów. Znaczącej przebudowy kościoła dokonano na przełomie XVII i XVIII wieku, za rządów opata Ignacego Gnińskiego. Nadano wtedy kościelnemu wnętrzu cechy barokowe. Zbarokizowano również trzy gotyckie szczyty świątyni, gotyckie okna, oraz dodano barokowe hełmy.
W 1819 nastąpiła kasata klasztoru, a kościół przeznaczono na świątynię parafialną. 18 października 2000 erygowano Kapituła Kolegiacką Koronowską dla której kościół stał się kolegiatą. 9 października 2010 papież Benedykt XVI podniósł kolegiatę do rangi bazyliki mniejszej. Uroczyste ogłoszenie decyzji papieskiej odbyło się 5 marca 2011.