La ville fut fondée par François 1er pour remplacer celle de VITRY-EN-PERTHOIS qui avait été brûlée par Charles-Quint en 1544. L’église actuelle fut commencée par la façade occidentale en 1629.

La durée des travaux fut exceptionnellement longue : il fallut 30 ans pour élever deux étages de la tour nord, la façade fut achevée en 1678, la nef en 1704 ; on commença alors le transept et le chœur qui furent terminés en 1750 ; l’abside et le déambulatoire furent construits d’après le plan de 1629, seulement entre 1895 et 1898.

Les auteurs du projet de 1629 ont voulu édifier une église de grande ampleur ; d’ailleurs, localement, on lui attribue parfois la qualité de “cathédrale”, ce qu’elle n’est pas, puisqu’il n’y a jamais eu d’évêque à Vitry, mais ce qui montre bien l’importance de l’édifice.

La façade occidentale comprend un corps central entre deux tours. Les arcades de la nef sont très élancées, la troisième travée a une longueur double de celle de ses voisines et est éclairée par deux larges baies ovales. Les collatéraux sont bordés de chapelles. L’abside est entourée d’un déambulatoire sur lequel s’ouvrent des chapelles.

Riche mobilier, presque entièrement du XVIIIème siècle. Le grand orgue, au revers du bras nord, construit pour l’Abbaye de Trois Fontaines, fut acquis par VITRY lors de la vente des biens de l’Abbaye sous la Révolution.

Le maître-autel, au beau baldaquin baroque, a été construit en 1716 pour l’abbaye St Denis de Reims ; il fut installé à Notre Dame en Vaux de Châlons en 1792, et fut vendu à Notre Dame de Vitry en 1875. Chaire par Rémi Drapier en 1712. Stalles et lutrin XVIIIème s.. Banc d’œuvre avec dossier peint par BOIZOT, 1758, représentant le Sermon sur la Montagne.
Dans une chapelle, la Crucifixion peinte par RESTOUT, 1737. Dans le transept, gisant de Jean de Mutigny (XVIème s).