Un prima chiesa di San Michele è attestata in età medievale e doveva trovarsi nei pressi della Rocca. La chiesa secentesca è stata costruita per rispondere a nuove esigenze della popolazione e del borgo, con l'istituzione di un capitolo di canonici.
La facciata attuale, ideata dall'architetto faentino Boschi, è stata interamente ricostruita dopo i gravi danni del terremoto del 1781. Una grande porta bronzea, opera dello scultore Angelo Biancini (Castel Bolognese 1911-1988), immette all'interno.
Nella Collegiata si venera la Madonna delle Grazie, devozione diffusa nel faentino, raffigurata in una tavola insieme a san Domenico, opera del 1450 attribuito dalla tradizione a un tal pittore Mingarelli di area romagnola.
Tra le altre opere di particolare interesse si trovano il fonte battesimale con lo stemma dei Malatesta, tre tele settecentesche del pittore bolognese Ercole Gaetano Bertuzzi, raffiguranti La Comunione degli Apostoli, San Giorgio e Santa Rosa da Lima e due statue in legno del 1750 opera dei fratelli Nicola e Ottaviano Toselli.
All'interno dell'edificio si conservavano la grande pala del Guercino San Francesco d’Assisi e San Ludovico di Francia, oggi trasferita al Museo Ugonia, e l'Adorazione dei Magi di Marco Palmezzano, temporaneamente trasferita al Museo diocesano di Faenza.
