La Sagra racchiude in sé le tracce della storia più remota della città. L'antica pieve, con a fianco l'alto campanile duecentesco, sorge nel raccolto spazio di piazzale Re Astolfo, a fronte del Palazzo dei Pio, in quello che fu il cuore del "castrum" medievale; nelle sue fondamenta, resti di età romana fanno ipotizzare la preesistenza di una "domus" agricola. La sua fondazione risalirebbe al 752, a opera del re longobardo Astolfo, in una strategia di insediamenti volta a un migliore controllo del territorio. Ai primi del XII secolo fu ricostruita da Matilde di Canossa, in forma basilicale a tre navate, e solennemente consacrata da papa Lucio III nel 1184; da questo evento derivò la denominazione di "Sagra".

Gioiello del romanico padano, conserva la struttura a tre navate, con i fianchi e le tre absidi ritmati da un motivo di arcatelle sull'esempio del Duomo di Modena. L'interno, di suggestiva sacralità, possiede frammenti di rari affreschi del Duecento, tardoromanici, e un ambone in marmo greco, scolpito con i simboli degli Evangelisti da Nicolò, allievo di Wiligelmo. Poi, altre opere dei secoli successivi: il sarcofago gotico, del 1351, di Manfredo Pio, primo signore di questa dinastia che governò Carpi fino al 1525, e le due cappelle di Santa Caterina d'Alessandria e di San Martino, sontuosamente rivestite da affreschi tardogotici fra il 1420 e il 1440, la prima da seguaci di Giovanni da Modena, la seconda dal ferrarese Antonio Alberti.

Nel 1515, mentre avanzava il cantiere della nuova Collegiata dell'Assunta - odierna Cattedrale - voluta da Alberto III Pio, la Sagra fu "accorciata" di ben tre navate e chiusa da una facciata su disegno di Baldassarre Peruzzi, allievo di Raffaello; vi è espressa una cultura rinascimentale di equilibrata eleganza, derivata dai modelli del Bramante e di Raffaello. Furono però mantenuti e riutilizzati nell'accesso sulla facciata un portale romanico e la sua lunetta con la Crocefissione scolpita da un seguace di Benedetto Antelami, il grande maestro della scultura parmense del XII secolo.

Ai restauri di fine Ottocento, condotti dall'ingegnere architetto carpigiano Achille Sammarini, seguirono quelli recenti, degli anni 80 del Novecento, che hanno portato al ritrovamento delle sottostanti vestigia d'epoca romana.