Es tracta d'un temple de finals del segle o principis del XIII, que va ser construït fora el primer recinte de muralles de la vila. 

A principis del  segle XIV Montblanc va viure un moment d'expansió i de prosperitat econòmica que va obligar a reformar aquest temple i el de Santa Maria, ja que no podien allotjar a tots els fidels. L'església romànica de Santa Maria, al centre de la població, es va enderrocar totalment per construir un nou temple gòtic, mentre que la de Sant Miquel va conservar part del mur oest, amb la seva porta d'accés.

La porta està formada per un gran arc de mig punt, amb dovelles molt ben polides i amb una motllura que recorre l'exterior de l'arc a mode de guardapols. En l'interior d'aquest arc trobem dos més en gradació. Els dos arcs més exteriors es troben recolzats en dues parelles de fines columnes amb els capitells llisos.

En la porta encara es conserva part del forrellat de l'època, de factura molt senzilla.

En l'angle sud-oest del temple s'alça una esvelta torre de campanar. En època barroca es van cegar les finestres del pis de campanes i es va construir un pis més.

Ens trobem amb un dels temples construïts amb arcs de diafragma, que sostenen un teginat de fusta realment interessant.

Entre finals del segle XIV i principis del XV es construeixen tres capelles en cadascun dels murs laterals, aprofitant l'espai que hi havia entre els contraforts dels arcs.

Entre 1784 i 1788 es va construir un nou presbiteri, es va cobrir el temple amb una nova volta de totxana barroca i es van recobrir de calç els seus murs. En 1939 es va començar a desmuntar la volta barroca, per deixar a la vista el teginat gòtic.

Ens trobem amb el teginat millor conservat i de majors dimensions de tota Catalunya. Ens els darrers estius s'han estat portant a terme diverses campanyes de restauració, que han permès tornar-li tota la seva esplendor.

Durant aquestes tasques de restauració s'han descobert diverses figures policromades, bàsicament de motius geomètrics o d'animals fantàstics com una sirena amb doble cua, un cavaller amb llança, motius heràldics o grius. Aquestes imatges les trobem en les mènsules i en les tauletes que hi ha en les separacions entre les bigues. 

En el segle XIX el temple va patir diversos saqueigs que van malmetre la seva estructura i també es van perdre els seus retaules. Durant la Guerra Civil es va fer servir com a magatzem. Per sort, durant aquests dos esdeveniments el teginat estava protegit per la volta barroca i això ens permet gaudir-ne encara avui en dia.

A l'interior del temple es conserva un fragment de pintures murals prop de la capçalera i una pica baptismal.

Va ser seu de les Corts Catalanes els anys 1307 i 1370.

En el Museu Diocesà de Tarragona es conserva un fragment de pintura sobre taula, del segle XV, on es representa a Sant Abdó i Sant Senen, que formava part d'un retaule  atribuït al mestre de Cervera.

També en aquest museu una mènsula gòtica, que encara conserva part de la policromia.