Le 24 septembre 1791, le conseil général de la Ville divisa celle-ci en deux paroisses. La paroisse de Saint-Michel venait de naître. A cette époque, Saint-Mihiel comptait plus de 6 000 habitants.
La tour-porche romane date du XIIème siècle. Jusqu’au milieu du XVIIIème siècle, elle était surmontée d’un clocher pointu. Les quatre angles de la corniche terminale sont ornés de gargouilles en forme de loup. La tour, haute de 35 mètres, et les murs sont épaulés par des contreforts à trois ressauts. Ceux du vaisseau principal servent de socles à d’élégants obélisques.
Sous le porche sont entreposées différentes statues de personnages mythologiques ou illustres. Longtemps, l’église abbatiale fut le lieu de sépulture des comtes de Bar, princes, abbés, familles nobles… Treize pierres tombales avec épitaphes rappellent le souvenir d’un certain nombre d’entre eux.
A la fin du XVIIème siècle, dom Maillet, abbé de Saint-Mihiel, donna à l’église abbatiale son aspect actuel.
A l’intérieur, l’édifice mesure 70 mètres de l’entrée au fond de l’abside et 18 mètres de haut. Les huit colonnes cannelées à chapiteaux doriques ornés de consoles s’élèvent sur des socles à griffes.
Jadis le chœur était séparé de la nef par un jubé dont une partie de la frise historiée se trouve au-dessus de la porte d’entrée de la petite sacristie.
La grande nef est largement éclairée par dix vastes fenêtres gothiques avec un arc terminal en remplage losangé. Les petites fenêtres des nefs latérales sont alternativement romanes et ogivales.
Le buffet d’orgues, placé au-dessus de l’entrée principale, est supporté par deux cariatides. Les tuyaux latéraux soutiennent les couronnes ducales. Ce buffet d’orgues qui compte parmi les plus beaux de France est l’œuvre de François Molet et a été construit de 1679 à 1681 sur l’initiative de dom Hennezon, abbé de l’abbaye, natif de Saint-Mihiel (mort en 1689). Les grandes orgues dont le premier facteur fut Jean Adam ont 38 jeux, 3 claviers et un pédalier.
La chapelle des fonts baptismaux conserve une partie du Tombeau de Warin de Gondrecourt, conseiller à la Cour des Grands Jours. Ce monument exécuté en 1608 est dû aux ciseaux de Jean Richier, petit-fils de Ligier Richier. En dessous du cadre est placé L’Enfant aux têtes de mort. Il semble converser avec celle qui se trouve à sa gauche, et lui sourit. L’autre tête a le regard tourné vers le visiteur qu’il invite à la méditation. Des tiges de blé ornent de leurs feuilles et de leurs épis ce “singulier dialogue entre la vie naissante et le trépas”.
La statue de Saint-Michel, placée sur l’autel, doit son originalité au fait que l’Archange tient dans sa main gauche une balance à deux plateaux suspendus pour peser les âmes qui paraissent devant Dieu, leur Juge suprême.
Le mur est du transept est orné de Saint Michel terrassant le dragon. Cette œuvre est une copie exécutée en 1777 par Nicolas Saunier, natif de Sampigny, d’après le tableau réalisé par Le Guido (1575-1642). L’œuvre originale est conservée à l’église Santa Maria della Concezione, via Veneto, à Rome. La copie en mosaïque est visible à la basilique Saint-Pierre.
Par sa profondeur (25 mètres), l’élévation de ses voûtes plus hautes que celles de la nef, et sa décoration, le chœur témoigne de la magnificence du Grand Siècle. Le pourtour est entouré de boiseries Louis XIV, œuvres de François Molet. Les 80 stalles des moines sont d’une richesse surprenante et d’une grande variété d’ornementation. Elles sont l’œuvre de Pierre Rouby et Jean Cimar. Les artistes ont prodigué les sculptures même sur les miséricordes (saillies fixées aux sièges des stalles et permettant de s’asseoir légèrement sans quitter, en apparence, la position verticale). Les angles du rond-point sont rehaussés par deux cariatides gainées tenant les extrémités de guirlandes de fleurs suspendues en triangle au-dessus de leur tête.
La Pâmoison de la Vierge, ou La Vierge défaillante, œuvre de LIGIER RICHIER en noyer, représente la Vierge soutenue par Saint-Jean suite à l’annonce de la mort du Christ.