El acta de consagración de Santa Maria data del año 833, en que se ponía el templo bajo la advocación de San Pedro y San Juan del Castillo de Lillet.  Es una de las actas de consagración más antiguas de todas las que se han conservado en Cataluña.

En el siglo XI se construyen las dependencias de la canónica agustiniana alrededor del templo. Fue a partir de este momento que el cenobio empieza a ganar poder y prestigio, especialmente entre los siglo XII y XIII. 

En 1356 pierde la condición de parroquia, al construirse un nuevo templo en el casco urbano de la Pobla de Lillet. Unos años más tarde, en 1397 se volvió a consagrar el templo, tras hacer algunas reformas, ya en estilo gótico.

Durante los siglos XVI y XVIII se produjeron nuevas modificaciones y reformas si bien en 1592 fue secularizada. 

El templo está formado por una sola nave, cubierta con bóveda de cañón y reforzada por arcos torales, que está acabada en un amplio transepto con dos ábsides semicirculares. El más grande corresponde a la nave, mientras que el otro se abre en el muro este del brazo sur del transepto.  Es muy probable que existiera otro ábside lateral en el lado norte del transepto, pero que se eliminara cuando se modificó este sector para realizar una nueva portalada gótica. En la zona más próxima al muro este del templo, el ábside principal tiene una puerta, abierta posteriormente y hoy cegada. 

En este sector se ven algunos sillares reaprovechados, probablemente del antiguo ábside, entre los que podemos encontrar el arco de una ventana de medio punto.

En el ábside principal encontramos una de las ventanas más bellas del templo, que todavía conserva la traza románica.

En el muro oeste se encontraba la puerta original de acceso al templo. Esta fachada ha sido muy modificada y cuesta reconocer algunos elementos románicos. Todavía se pueden ver los restos de un friso de arcos ciegos del siglo XI. También se pueden observar algunos arcos correspondientes a ventanas o al campanario de espadaña. La puerta de acceso y el rosetón corresponden a las obras realizadas en los siglos XVI y XVIII.

En época gótica se modificó la puerta de acceso, construyendo una de nueva en el brazo norte del transepto. 

Está formada por tres arquivoltas apuntadas, que tienen los capiteles esculpidos con motivos vegetales y unas interesantes caras humanas. Las del lado derecho están muy deterioradas y a duras penas se distingue su silueta.

El resto de dependencias monásticas están muy deterioradas. En 1995 la Generalitat de Catalunya realizó  una serie de actuaciones con tal de consolidar los muros del monumento y permitir su visita. En una decisión mucho más que discutible, se decidió construir una pasarela, que cruza el edificio por encima de los muros. Esta estructura metálica desentona brutalmente con la construcción románica y estropea la contemplación de lo que queda de sus dependencias.

El claustro es la dependencia que mejor se ha conservado, después del templo. Era de pequeñas dimensiones, con planta cuadrada y con cuatro arcos en cada galería. Los arcos dovelados de medio punto se apoyan en pilares de planta cuadrada. Tenía dos pisos de altura, de los cuales sólo nos ha llegado el primero y parte de los muros del segundo. Como en el resto de la canónica, no se han conservado los techos, que en este caso eran de madera. En algunos muros todavía se pueden ver fragmentos de opus spicatum.

En la parroquia de Santa Maria de la Pobla de Lillet podemos encontrar una talla de madera procedente de la canónica. Se trata de un Cristo Crucificado de la escuela de Ripoll y de inicios del siglo XII. La policromía y las trenzas que adornan el peinado son de factura moderna. 

A pocos metros de la canónica podemos ver el templo de Sant Miquel de Lillet.