Deze kerk meet 30 op 72 meter, wat ze tot één van de grootste kerken van de Nederlanden maakt. Ze verving een romaanse kerk.

Van het huidige gebouw zijn het vroeggotische, driebeukige, basilicale schip met een forse westergevel het oudst. Beide zijn zowel kwa materialen (Doornikse steen) als kwa stijl geïnspireerd op de Onze-Lieve-Vrouwekathedraal van Doornik. Typisch voor de vroege Scheldegotiek zijn bv. de ronde hoektorentjes, de drielichtvensters en het triforium. In 1900-1906 werd een poging gedaan om deze westgevel te restaureren naar zijn waarschijnlijk oorspronkelijke toestand olv. Louis Delacenserie en Charles De Wulf. Helaas ontbraken gegevens, en men mag aannemen dat hun poging niet volledig succesvol was.

Na schip en westgevel volgden transept en koor (1270-1335) in klassiek franse gotische stijl (weer geïnspireerd op het nieuwe koor van de kathedraal van Doornik). Het koor met de kooromgang en de straalkapellen werden opgetrokken in baksteen, en worden ondersteund met een ingewikkeld stelsel van luchtbogen en steunberen.

De enorme, 122 meter hoge toren die op de noordelijke zijbeuk ingeplant werd, is tussen 1270 en 1340 gebouwd. Hij versmalt naar boven toe, en de hoeken dragen hoektorentjes die door een opengewerkte balustrade verbonden zijn. De 54 meter hoge torenspits is een toevoeging waaraan rond 1444 begonnen werd. Deze toren is de hoogste bakstenen constructie van Europa! De hoektorentjes verdwenen in 1759, maar werden teruggeplaatst onder leiding van Louis Delacenserie in 1871. De torenspits werd in 1818 gedeeltelijk afgebroken, maar in 1853-55 teruggeplaats met architect Jean-Brunon Rudd.

Tijdens de 14e en 15e eeuw werden de 2 extra zijbeuken toegevoegd.

Het hooggotische paradijsportaal (naast de toren) uit 1465, dat sinds 1830 niet meer als ingang gebruikt wordt, en dienst ging doen als doopkapel, is gebouwd in brabantse steen.

In het interieur bevinden zich de praalgraven van Maria van Bourgondië en Karel de Stoute. Het praalgraf van Maria van Bourgondië (overleden in 1482) is gotisch. Het bronzen ligbeeld werd gemaakt rond 1500. Het werd gegoten door Renier van Thienen en verguld door de Brusselse edelsmid Pieter de Beckere. Het graf van Karel de Stoute (overleden in 1477) werd later gemaakt. Het is werk van Jacob Jonghelinck uit 1558-1563 en is in renaissance-stijl. Onder glas zijn ook gerestaureerde, middeleeuwse, beschilderde graven zichtbaar.

Er is ook een beroemd marmeren Onze-Lieve-Vrouwebeeld met kind van Michelangelo uit 1503-1504. Dit was oorspronkelijk bedoeld voor een haltaar in de Dom van Sienna. Het werd echter gekocht door de Brugse familie Mouscron, die het aan de Onze-Lieve-Vrouwekerk schonken. Het stelt een denkende Maagd Maria voor, die het naakte Kind Jezus tussen knieën houdt.

Het triomfkruis in de middenbeuk dateert uit 1594, en draagt een Christusbeeld door Jan Aerts. De orgelkast dateert uit 1597.

Bij de merkwaardigste schilderijen noemen we 'De verheerlijking van Jezus' door Gerard David uit 1520, dat in 1573 zijpanelen kreeg door Pieter Pourbus. Pieter Pourbus zelf is verantwoordelijk voor 'Het laatste avondmaal' (1562) en 'Aanbidding der herders' (een drieluik uit 1574). We vernoemen ook 'Onze-Lieve-Vrouw der smarten' door Adriaan Isenbrandt (rond 1530) en 'Aanbidding van het kind door de wijzen' door Gaspard de Craeyer (uit 1662).

In de zijbeuk, nabij het hoofdaltaar, is de Gruuthuse-tribune zichtbaar. Via een gang is deze rechtstreeks met het Hof van Gruuthuuse verbonden.


's Nachts is het gebouw fraai verlicht.

Van dhr. Ronny Van Landschoot, heemkundige uit Sijsele ontvingen wij begin 2005 de volgende opmerking:
'De O.L.V.-Kerk vondt haar oorsprong in de St-Martinus parochie van de Heerlijkheid en Baronie van Sijsele. De kerk werd binnen de Sijseelse grensen opgetrokken als hulpkerk van de Sijseelse moederkerk gewijd aan Sint-Martinus. De hoofdkerk van Sijsele lag in de uitgestrekte bossen van het Sijseelse, de huidige O.L.V.-Kerk kwam er om de Sijseelnaren die in de zuidwesthoek van de heerlijkheid woonden, de lange heen-en terug reis te besparen bij het te kerke gaan. In de meeste boeken van Brugge wordt voorgenoemde meestal weggelaten. Een unieke gelegenheid om voor eens en voorgoed te onderstrepen dat de huidige Brugse parel, eigenlijk op en top Sijseels is. Net zoals het grootste gedeelte van het huidige grondgebied van de stad Brugge. Steden vergeten wel eens hun roots, maar zo verliest de geschiedenis de waarheid waar ze recht op heeft. Met vriendelijke en welgemeende groeten, Ronny Van Landschoot, heemkundige Sijsele.'

Hubert Lescroart: 'Het is hoogstnodig dat de kerk binnenin gerestaureerd wordt.Komt een beetje verwaarloosd over.'

Koen Smits: 'Naar mijn mening is de toren van de Onze-Lieve-Vrouwekerk in Brugge niet de hoogste (middeleeuwse) baksteenconstructie van Europa. De toren van de Stiftskirche Sankt Martin in Landshut (Duitsland) valt deze eer te beurt. Deze toren zou 130,6 meter hoog zijn. Maar mijns inziens is die 130,6 meter inclusief de leien torenspits, dus eigenlijk zijn dat dan gepikte meters. Er valt iets voor te zeggen dat de Onze-Lieve-Vrouwetoren van Brugge in baksteen opgebouwd is, inclusief de spits. In die zin is de eretitel voor Brugge wel terecht.'