Wybudowany po lokacji miasta w Xlll w., z początku zapewne drewniany. Pierwszą murowaną świątynię w obecnym miejscu konsekrował w 1418 r. biskup Andrzej Łaskarz z Gosławic. Gotycki kościół kryty dachówką posiadał jedną z najwyższych wież w Wielkopolsce. W 1608 r. wyniesiony został do rangi kolegiaty. Od 2015 r. diecezjalne Sanktuarium Matki Bożej Bukowskiej Literackiej. Kościół był wielokrotnie rozbudowywany, w XVII w. znajdywały się w nim cztery kaplice. W 1430 r. po raz pierwszy wzmiankowano o cudownym obrazie Matki Boskiej Literackiej. W 1806 r. zawaliła się wieża i zniszczyła większość świątyni.
Z katastrofy budowlanej ocalała kaplica z cudownym obrazem. Pozostałości gotyckich murów rozebrano, a na ich miejscu, po długich rozmowach z rządem pruskim, wystawiono w latach 1838-1846 nowy kościół halowy, wzorowany na konstrukcji bazyliki rzymskiej, trójnawowy, w stylu późnoklasycystycznym. Projekt przypominający grecko-jońską świątynię powstał w pracowni znanego berlińskiego architekta Karla Fryderyka Schinkla. Wejście główne kryje się pod charakterystycznym portykiem zakończonym podwójnym tympanonem, wspartym na rzędzie czterech jońskich kolumn. Elewacja zdobiona jest charakterystycznymi boniami z pilastrami. Od strony wschodniej bryłę domykają trzy absydy prezbiterium i dwóch zakrystii, nawiązujące formą do stylu romańskiego. W korpusie nawowym osiemnaście dużych, prostokątnych okien z obramowaniami. W nich witraże: św. Stanisława – biskupa i męczennika, św. Wojciecha, św. Stanisława Kostki, św. Kazimierza Królewicza, św. Jana Pawła II, św. Floriana, bł. ojca Rafała Chylińskiego i bł. ks. Jerzego Popiełuszki. Po bokach ołtarza głównego dwa witraże z przedstawieniami aniołów, oddzielające prezbiterium od zakrystii. W oknie głównej absydy witraż wzorowany na cudownym obrazie Matki Bożej Bukowskiej Literackiej. Nawę główną wyznacza sześć par kolumn jońskich, udekorowanych podobnie jak obramowania okien imitacją marmuru. Kościół został spalony w nocy z 25 na 26 stycznia 1945 r. przez uciekające z Buku wojsko niemieckie. Całkowitemu zniszczeniu uległ wtenczas cudowny obraz Matki Boskiej Bukowskiej. Zachowały się mury obwodowe, które wykorzystano do odbudowy świątyni w latach 1946-1951. Z oryginalnego wystroju do dziś przetrwało jedynie uszkodzone epitafium Macieja i Stanisława Niegolewskich z 1634 r., wykonane z czarnego marmuru, wmurowane w południową ścianę świątyni. Pod nim znajduje się krypta grobowa tego szlacheckiego rodu – obecnie zamurowana i niedostępna.
Wyposażenie kościoła uzupełniają m.in. ołtarz główny z kopią cudownego obrazu Matki Bożej Bukowskiej Literackiej, a także figurami św. Stanisława – biskupa i męczennika oraz parafianina – bł. ojca Rafała Chylińskiego. Towarzyszą mu dwa ołtarze boczne: Najświętszej Maryi Panny i Jezusa Miłosiernego z kaplicą wiecznej adoracji i gablotą ze stale wystawionymi relikwiarzami. Na ołtarzach bocznych i wokół ołtarza głównego zawieszone są wota. Sklepienie kolebkowe nad nawą główną zdobią rzeźby sztukatorskie i polichromie z lat 60. XX wieku. Przedstawiają one postaci dwunastu apostołów po bokach i pośrodku umieszczone na plafonach sceny z życia Jezusa i Maryi, św. Stanisława oraz św. Cecylii. W centralnym miejscu na sklepieniu nad ołtarzem głównym mieści się przedstawienie koronacji Matki Bożej przez Trójcę Świętą. Nad prezbiterium po prawej stronie stary herb miasta podtrzymywany przez alegoryczną postać. Podobnie po przeciwległej stronie eksponowana jest tarcza herbowa z wyobrażeniem białego orła bez korony na złotej tarczy. W połowie odległości między nimi, na szczycie sklepienia wykonany ze sztukaterii herb biskupi. Nawy boczne wieńczy strop kasetonowy. Na ścianie zachodniej, po prawej stronie od wejścia głównego, umieszczono figurę św. Józefa autorstwa Romana Czeskiego, po lewej stronie kaplica. Nad wejściem murowany chór z organami. Na ścianach wiszą stacje drogi krzyżowej z początku XX w.
Na zewnątrz, po południowej stronie kościoła, znajdują się metalowa dzwonnica, krzyż misyjny oraz „Ogród Pamięci” z tablicami pamiątkowymi: rektora Andrzeja z Buku, skryptora wawelskiego Stanisława z Buku, opata Stanisława Reszki, bł. ojca Rafała Chylińskiego, jubileuszu dwustulecia bitwy wiedeńskiej, Władysława Niegolewskiego, dłuta Władysława Marcinkowskiego, mieszkańców poległych w czasie Il wojny światowej, majora Stanisława Babiarza i urodzonego w Buku biskupa Teodora Benscha – pierwszego polskiego administratora apostolskiego tzw. „ziem odzyskanych” na północy i zachodzie. Wokół kościoła usytuowano budynki plebanii, wikariatu, Domu Katolickiego z przełomu XIX i XX w. (dziś dom dziennego pobytu dla seniorów „Pogodna Jesień”) oraz dostępny dla mieszkańców park. Całość tworzy przemyślaną przestrzeń nazywaną przez niektórych „małym Watykanem”.
Diecezjalne Sanktuarium Matki Bożej Bukowskiej Literackiej
Cudowny obraz Matki Boiej Bukowskiej Literackiej (historyczna nazwa: Matki Boskiej Bukowskiej), namalowany w stylu późnego gotyku, nawiązujacy do tradycji bizantyjskich, umieszczony jest w ołtarzu głównym fary. Wzmiankowany już w 1430 r., a w 1698 r. ogłoszony cudownym. Bullą papieża Piusa VI z 10 Ill 1781 r. wyposażony w odpust zupełny na wieczne czasy w uroczystość Narodzenia i Nawiedzenia NMP. Zniszczony w trakcie pożaru wznieconego przez wojsko niemieckie w nocy z 25 na 26 stycznia 1945 r. Od 3 X 1948 r. zastapiony kopią. Otoczony żywym kultem. Nabożeństwa do Matki Bożej Bukowskiej Literackiej odbywają się w każdy czwartek po mszy św. o 7:30 oraz przed mszą św. wieczorną o 18:15. W 2016 r. podczas mszy św. w Częstochowie w ramach Światowych Dni Młodzieży papież Franciszek pobłogosławił korony przeznaczone do dekoracji obrazu, której dokonano w 2017 r.
Srebrna monstrancja
Późnogotycka, pochodząca z wyposażenia pierwszej fary. Wykonana ze złoconego srebra, należy do najcenniejszych ruchomych zabytków Buku. Zrekonstruowana w ostatniej dekadzie XX wieku, po jej zniszczeniu w pożarze świątyni w 1945 r. Zdobiona figurkami m. in. Maryi i św. Sebastiana. Używana w trakcie ważnych świąt kościelnych.
