Sint Servatius was de bisschop van Tongeren die zijn zetel in de roerige vierde eeuw verplaatste naar het veilige ommuurde Maastricht. Hij werd waarschijnlijk in 384 begraven langs de weg naar Tongeren. Al snel ontstond een belangrijke pelgrimage naar de wonderdoener van Maastricht. Boven zijn graf verrees een statige romaanse kerk. Sint Servaas is de stadspatroon van Maastricht.
In de zesde eeuw werd de Sint-Servaaskerk al genoemd door Gregorius van Tours als een ‘Magnum Templum’: een grote kerk boven het graf van de heilige Servatius, de eerste bisschop van Maastricht. Op de plek van deze Magnum Templum werd in de achtste eeuw een driebeukige kerk gebouwd, naast de abdij die daar in de vroege middeleeuwen was gesticht. Deze basiliek had geen dwarsschip; ze werd vermoedelijk met een rechthoekig koor afgesloten. Deze kerk werd in de elfde eeuw vernieuwd en uitgebreid met een ronde en veelhoekige koorafsluiting. De nieuwe basiliek werd ingewijd in 1039. De oostcrypte en de onderbouw van het westwerk dateren ook uit deze bouwfase. Ten tijde van proost Humbertus werd de kerk in het derde kwart van de elfde eeuw opnieuw ingrijpend verbouwd en uitgebreid met onder andere een transept, een vergroot priesterkoor, een nieuwe crypte en een kapittelzaal. De kerk van de stadspatroon was nu een voorname kapittelkerk met machtige kanunniken geworden. Humbertus verbouwde ook de westbouw van de kerk en daar werd hij in 1086 begraven. In de twaalfde eeuw werd de kerk opnieuw vergroot met onder andere de ‘Keizerzaal’ en het fraaie Romaanse Majestas Domini-tympaan, waarop men de tronende Christus ziet omringd door de vier evangelistensymbolen. In de derde travee van de kloostergang bevindt zich de toegang tot de schatkamer waarin de ‘Noodkist’, het schrijn met het gebeente van Servatius, wordt bewaard.
De rijzige oostgevel aan het Vrijthof wordt door een blindboogfries bekroond. In de dertiende eeuw werd aan de zuid-westelijke zijde van de kerk het Bergportaal gebouwd in de gotische stijl die thematisch – het portaal is gewijd aan Maria – en stilistisch aansluit bij de portalen van de Noord-Franse kathedralen. Het tympaan toont het sterfbed, de hemelvaart en de kroning van Maria. De moeder Gods is voorgesteld omringd door oudtestamentische figuren.
In de vijftiende eeuw werden opnieuw onder andere zes Gotische kapellen aan de kerk toegevoegd. In 1767 kregen de torens van de westbouw barokke daken. Tussen 1870 en 1890 werd de Sint-Servaaskerk ingrijpend gerestaureerd door rijksbouwmeester P.J.H. Cuypers. Hij bracht het aanzien van de kerk terug naar een middeleeuws ideaalbeeld, dat wil zeggen het hele interieur werd in een neogotisch negentiende-eeuws totaalbeeld hersteld. Toen ook kreeg de westbouw een ranke middentoren, die in 1955 volledig afbrandde. Cuypers bouwde ook het neogotische portaal aan het Keizer Karelplein.
De neogotische inrichting van Cuypers werd tijdens de restauratiecampagne (1983-1993) volledig te niet gedaan. De middeleeuwse ingangsportalen aan de Vrijthofzijde zijn in ere hersteld en met bronzen deuren behangen; de afgebrande middentoren werd niet herbouwd.
De entree tot de kerk van Sint Servaas ligt niet aan het Vrijthof, maar aan het Keizer Karelplein. Door een neogotisch portaal uit de tijd van Pierre Cuypers (negentiende eeuw) betreedt men de pandhof om via de kruisgang het interieur van de kapittelkerk van stadspatroon Sint Servaas te betreden onder het Romaanse beeldhouwwerk door van het Majestas Domini- tympaan. Alleen op zondag en op kerkelijke hoogtijdagen zijn de beide bronzen poorten aan weerszijden van de apsis aan het Vrijthof geopend. De poorten werden tijdens de laatste restauratie campagne geplaatst; ze zijn ontworpen door beeldhouwer Piet Killaars (links) en de Joodse beeldhouwer Appie Drielsma (rechts). De poorten bepalen nu het aanzien van de kerk aan de Vrijthofzijde. Tijdens het bezoek van paus Johannes Paulus II aan Nederland in 1985 bezocht de paus ook de Sint-Servaaskerk en bij die gelegenheid werd de kerk verheven tot ‘basilica minor’.