La chiesa, in stile tardo gotico con aggiunte di tipo rinascimentale, è stato edificata tra il 1431 e il 1502 per volere del vescovo di Padova e della comunità montagnanese. Sul primo architetto non si hanno informazioni precise ma certo è l'impegno dell'architetto Lorenzo da Bologna nella fase finale dei lavori.

La chiesa si presenta con una pianta a croce latina con l'asse orientato secondo i punti cardinali, questo fa sì che a mezzogiorno i raggi del sole vadano a colpire le due sfere di pietra bianca presenti sulla facciata. Le notevoli dimensioni e la caratteristica posizione asimmetrica lo fanno sovrastare sul liston. In facciata è presente un tondo scultoreo rappresentante la Madonna, opera di Lorenzo Bregno, terminata dopo la sua morte, avvenuta nel 1523, da Antonio Minello, entro il 1525.

Tra le opere presenti all'interno vanno menzionate la Trasfigurazione di Paolo Veronese, tre tavole di Giovanni Buonconsiglio detto il Marescalco (XVI secolo), una grande tela votiva riproducente la battaglia di Lepanto (1571), e due affreschi raffiguranti David e Giuditta attribuiti a Giorgione.