Fu fondata nel 1219 e completata nel 1227. Per volere del Cardinal Guala Biccheri la Basilica di Sant’Andrea è annoverata ancor oggi come uno dei primi esempi di architettura gotica in Italia, ispirata a modelli cistercensi. Benché rimanga ancora misterioso il nome dell’autore del progetto, la chiesa e il chiostro furono con buona probabilità edificati da maestranze locali ed emiliane.

Prima fra tutto troneggia la facciata a capanna costruita in mattoni e pietra locale, sormontata da due snelli campanili gotici a monofore, bifore e trifore terminano con una cuspide e decorata da tre stupendi portali strombati a tutto sesto, con un notevole effetto cromatico dovuto al rivestimento in pietra grigio verde interrotta dai marmi bianchi delle loggette e dal marmo rosso dei tre portali. Sopra il portale centrale vi è un rosone a dodici colonnine e al vertice del timpano un’edicoletta. Tra questi il portale centrale e quelli laterali sono decorati tutt’oggi con lunette scolpite.

Nella lunetta del portale centrale, è una scultura eseguita tra il 1220 e il 1225, che rappresenta il martirio di sant’Andrea, opera di uno scultore della scuola di Benedetto Antelami. La scena del martirio si trova racchiusa da una cornice scanalata, ornata da motivi floreali ed elementi architettonici decorativi a forma di tralcio di vite. Al centro dell’arco è presente la figura di un angelo, con in mano una corona, per trasportare l’anima di sant’Andrea in paradiso.

Le altre due lunette sono inferiori per fattura. In quella a sinistra è raffigurato il cardinale Guala Bicchieri mentre offre la chiesa a Sant’Andrea in trono. Una scritta dedicatoria incisa sull'architrave inizia col verso Lux cleri patriaeque decus e prosegue con un ampio elogio del virtù del cardinale, fatto che induce a pensare che il rilievo scolpito sia stato realizzato dopo il 1227, data di morte del Bicchieri. In quella di destra vi è una raggiera di colonnine con archi trilobi, non originale, ed inserita più tardi come si osserva dal mancato adattamento di un arco ogivale in un arco a tutto sesto.

Lungo i fianchi dalla facciata si elevano due torrette rivestite di pietra fino all’altezza del timpano, e da mattoni dal timpano fino alla cima. Il campanile, eretto soltanto al principio del XVI secolo, seppur riprendendo i motivi delle torri, si trova in posizione separata, sul lato destro della chiesa. Accanto al campanile, all’incrocio tra navata e transetto, si erge il tiburio ottagonale, nel quale spicca, come già nella torre campanaria, il contrasto cromatico tra il bianco e il rosso dei materiali.

All’interno è a croce latina suddiviso in tre navate scandite da campate con volte a crociera costolonate e archi a sesto acuto.

La basilica è spoglia di arredi. Risalta anche qui l’alternanza tra elementi romanici e gotici, e la successione del rosso e del bianco dei materiali costruttivi. Le tre navate sono divise da ampi archi a sesto acuto sostenuti da pilastri cilindrici. ciascuna composta da sei campate e ad ogni campata rettangolare della navata centrale corrisponde una campata quadrata delle navatelle. Il transetto sporgente formato da campate rettangolari è coperto da una volta a cupola, inclusa in un tiburio ottagonale.

Sui quattro angoli che raccordano la base quadrata con l’ottagono superiore è possibile ammirare decorazioni pittoriche e le sculture dei quattro evangelisti poggianti su fasci di colonne. Sul capitello di una colonna è riconoscibile la figura di un uomo sorridente, del quale però si sa poco o nulla; di fronte a questo, si trova l’effigie di un leone, a quel tempo probabile simbolo della città, e la figura di un’aquila imperiale.

All’interno di ognuno dei due bracci del transetto si aprono altrettante cappelle absidiate. Nella prima a sinistra è contenuto un plastico del complesso abbaziale, nella seconda un crocifisso del Cinquecento. Sul lato opposto si trova una cappella dedicata alla Vergine e un’altra che ospita il monumento sepolcrale dell’abate Tommaso Gallo. Noto anche come Tommaso di Saint Victor, dal nome dell’abbazia parigina in cui insegnò teologia, fu un rinomato canonico del XIII secolo. Nella grande nicchia gotica sopra il sarcofago è affrescata la figura dello stesso abate in cattedra fra i suoi scolari. Nella cuspide che si eleva sull’arcata c’è l’incoronazione della Vergine con angeli musicanti. Le belle figure in altorilievo sul fronte del sarcofago sono in uno stile non anteriore alla metà del ‘300. Al centro vi è la Beata Vergine col Bambino che si slancia verso l’abate Tommaso in ginocchio, presentato da Sant’Andrea. Al lato destro stanno S. Caterina d’Alessandria e Dionigi lo Pseudo-Areopagita di cui Tommaso Gallo aveva commentato le opere.

Della primitiva Abbazia, rimaneggiata pesantemente nel XVI secolo, rimangono, con qualche alterazione, la sala capitolare, la sacrestia e il parlatorio.

La sala capitolare, si tratta di uno dei locali più interessanti del complesso, dove nel 1310 fu stipulata la pace tra i guelfi e i ghibellini vercellesi alla presenza dell’imperatore Enrico VII di Lussemburgo. La sala presenta una pianta quadrata, ha quattro colonne centrali con bellissimi capitelli a crochet che sorreggono nove raffinate campate, preziose per le nervature in laterizio a vista e con la campitura degli spicchi delle volte intonacate. Essa ospita due affreschi attribuiti a Bernardino Lanino, pittore vercellese del XVI secolo: uno raffigura una Madonna con il Bambino, l’altro degli angeli musicanti. Nella sala capitolare è inoltre possibile ammirare due busti di papa Gregorio IX e del benefattore cittadino Umolio.

Accanto all’abbazia per volere del cardinale Guala Bicchieri fu costruito nel 1223-24 uno xenodochium, era un luogo adatto ad accogliere i pellegrini che transitavano a Vercelli, ne rimangono un bel porticato ogivale sulla sinistra e il cosiddetto “salone dugentesco”.