C'est au IXème siècle que fut construite à Trémolat une première église dont il reste deux parties d'arc au nord et au sud de la nef à l'intersection du transept. Ces arcs, entremêlant briques et pierres, reposent sur une imposte et une colonne. Nous ne savons pas pourquoi cette église fut détruite. Peut-être Aimeric de Mussidan, qui avait reçu de son frère le monastère, eut il le projet de se rendre indépendant et de construire une grande église. Ce n'est qu'en 1125/1160 que fut édifiée l'église actuelle.
Les bâtiments monastiques furent construits au sud de l'église selon le plan tout à fait traditionnel :
À l'est, la salle capitulaire dont il reste les trois baies et la salle des moines avec au-dessus le dortoir qui a été détruit mais on voit encore la trace de la porte qui donnait accès à l'église pour les offices de nuit.
Au sud, le réfectoire et la cuisine avec les divers services.
À l'ouest, le bâtiment des convers ou des ouvriers, le cellier et les réserves.
Tout cela a été très modifié mais on en suit la trace très aisément. Le cloître, au centre, a disparu.
L'église monastique était dédiée à Marie Mère de Dieu mais devenue église paroissiale après la révolution, elle prend l'appellation de Saint Nicolas, patron des gabarriers.
L'état dégradé de l'église a conduit à des travaux de restauration qui se sont déroulés de 2000 à 2010. L'état actuel, magnifique, permet de retrouver une image assez exacte de ce qu'était cette église au temps de la splendeur du monastère. On peut y admirer en particulier des fresques du XIVème siècle et deux autels du XVIIIème siècles.
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