L'église paroissiale actuelle a été édifiée à l'emplacement d'une ancienne église tréviale, dépendant de la paroisse de Toussaint et dédiée à saint Sauveur. Cet ancien édifice, dont les parties les plus anciennes remontaient aux 12e et 13e siècles, avait été maintes fois transformé. Les bas-côtés avaient été élevés en 1445 et 1446 et le chevet en 1481 (datés par travaux historiques) . Erigée au rang d'église paroissiale en 1667. Elle s'est effondrée en 1682. La construction de la nouvelle église va s'échelonner tout au long du 18e siècle, selon une orientation inverse à la précédente, par l'architecte François Huguet. La première campagne de travaux de 1703 à 1718 a débutée par le choeur et la croisée du transept. A la suite de l'incendie de Rennes en 1720, ces parties seront restaurées entre 1721 et 1724. François Huguet décède vers 1730, les travaux sont repris par les architectes Chocat de Grandmaison et Forestier. En 1741, s'élève la tour du clocher d'après les plans de Forestier. Les travaux se termineront en 1764 par le portail principal, oeuvre des sculpteurs Jean Boucher et Jean Le Coq. L'église a été érigée en basilique le 6 août 1916.