Né vers 315, Hilaire devient évêque de Poitiers vers 351-352. A sa mort, vers 368, une chapelle est construite pour accueillir sa sépulture.
L’existence d’une basilique est attestée dès le VIe siècle par l’historien Grégoire de Tours. Au XIe siècle, une nouvelle église est édifiée, entièrement voûtée et en grande partie construite en pierre de taille. Dès le Haut Moyen Age, des pèlerins se rendent sur la tombe du premier évêque de Poitiers.
L’architecture de l’édifice illustre bien sa fonction d’église de pèlerinage, à travers l’ampleur des dégagements fournis par le déambulatoire à quatre chapelles rayonnantes et la largeur importante des bas-côtés qui flanquent la nef. La surélévation du chœur par rapport à la nef permet également de concilier les obligations des chanoines en même temps que les exigences des pèlerins, qui pouvaient circuler librement autour du tombeau d’Hilaire.
