L'abbaye de la Sainte-Trinité de Fécamp est située au fond de la vallée de la Valmont, sur un méplat, dans une enceinte fortifiée de deux à deux hectares et demi où les ducs ont la volonté de fonder un centre politique et religieux qui leur soit propre, avec une plus grande marge de manœuvre qu'à Rouen, cité de l'archevêque. Comme dans la tradition carolingienne, ils y associent palladium et abbaye. L’église abbatiale témoigne aujourd’hui de l’importance de l’abbaye de Fécamp, qui jouira de la protection royale et d’un pouvoir étendu à de nombreuses possessions en Normandie et au-delà de la province. Sous ou à proximité de l'église se trouve le monastère de moniales fondée vers 658 et qui s'inscrit dans la continuité des grandes fondations carolingienne de la Vallée de la Seine comme Jumièges et Fontenelle où seront fondées l'abbaye de Jumièges et l'abbaye de Saint-Wandrille. Le palais des ducs occupant le Sud de l'église, le cloître et les bâtiments conventuels se retrouvent au Nord contrairement à la tradition.
Lorsque vous arrivez aux pieds de l'édifice, sa silhouette étonnamment allongée, et ses volumes sobres, impressionnent. Des panneaux proches du portail-sud narrent les grandes lignes de l’histoire de l’abbaye de la Sainte-Trinité de Fécamp. Cet ensemble architectural donne une impression de grande unité. Pourtant, les moines bénédictins, pendant près de huit siècles, ont apporté de nombreuses modifications, et l'église paroissiale établie depuis 200 ans continue ses aménagements. Les visiteurs peuvent ainsi retrouver l'évolution de la foi à travers les siècles.
L'abbatiale de la Trinité de Fécamp, par son ampleur et la richesse des détails de son architecture et de son décor est un des monuments les plus curieux du Moyen Âge français. Le style gothique de l'abbatiale de la Trinité de Fécamp est encore massif et mal dégagé des habitudes romanes mais va en s'affinant depuis le chœur jusqu'à l'extrémité de la nef, mais il faut insister sur le caractère normand car, au début du XIIIe siècle, les architectes normands après avoir sacrifié au mode gothique de l'Île-de-France auraient commencé à créer le style original qui est devenu le gothique normand.
Sa masse importante avec ses 127 m de longueur est plus vaste que beaucoup de cathédrales. Bien que dans son ensemble elle appartienne au style gothique primitif, on y trouve aussi des parties romanes, des chapelles en gothique fleuri de la fin du XIIIe siècle, une chapelle de la Vierge en gothique flamboyant, qui forme suivant l'usage normand, un édifice indépendant dans le prolongement de l'église, des marbres italiens et des clôtures de la Renaissance, des décorations du XVIIe siècle. Enfin le style Louis XV a laissé sa marque à la façade plaquées contre la nef gothique et surtout dans le chœur, avec des revêtements de marbre garnis d'appliques de bronze doré, l'autel et son baldaquin hardi.
En 990, sur l'oratoire des chanoines, dans le château de son père, le duc Richard Ier érige la collégiale dont des fouilles ont révélé des traces de l'abside autour de laquelle s'est construite l'église actuelle. Les sources font supposer qu'elle avait un massif occidental avec deux tours comme à l'abbaye de Jumiège avec sa première église Saint-Pierre et l'abbatiale Notre-Dame. Ce qui fait croire que l'église de la Trinité de Fécamp constituerait le point de départ de l'élaboration de la façade normande.
En 1001, le duc Richard II fonde l'abbaye de bénédictins et appelle Guillaume de Volpiano, abbé de Saint-Bénigne de Dijon. L'église de brique et de pierre à plusieurs tours, est voutée ou pourvue d'arc, blanchie à l'extérieur et peinte à l'intérieur. Des fouilles ont montré des traces de mur arrondi entre les deuxième et troisième travées du chœur et près du bas-côté Nord de la deuxième travée.
L'abbatiale de la Trinité de Fécamp possède une façade de style classique qui tranche avec le reste du bâtiment. La porte est encadrée par les statues monumentales des ducs de Normandie Richard Ier et Richard II, les deux bienfaiteurs de l'abbaye qui reposent dans l'abbatiale. Elles sont l'œuvre du sculpteur F. Devaux, réalisées en 1881. A peine franchi le grand portail baroque du XVIIIe siècle de l'abbatiale de la Trinité de Fécamp, insolite pour un monument gothique, l'élégance de l'immense architecture verticale, très sobre et très dépouillée, interpelle le pèlerin ou le visiteur. Le regard est attiré vers le haut : c'est l'invitation à la prière. Les habiles moines-maçons du Moyen-Age ont su illuminer toute la grande nef d'un éclairage presque irréel : il provient des fenêtres hautes, à peine visibles, effacées dans l'épaisseur des murailles.
La nef de l'abbatiale de la Trinité de Fécamp est étayée par des contreforts assez massifs et des arcs-boutants. On découvre à l'intérieur une immense nef à dix travées et deux collatéraux. L'élévation des voûtes est impressionnante. Les murs sont percés dans leurs niveaux supérieurs de nombreuses baies qui apportent une grande clarté. Les piles de la nef accusent un changement entre la cinquième et la sixième travées. Les deux moitiés de chacune des piles appartiennent à deux campagnes différentes. À l'est, les tailloirs sont carrés et les bases sont à griffes et à l'ouest, les tailloirs sont polygonaux, les bases n'ont pas de griffes mais reposent sur des socles circulaires et le profil des piliers est fait de courbes et de contre-courbes. L'élévation de la nef se fait sur trois niveaux : des arcades brisées, une tribune qui s'ouvre sur une baie géminée gothique avec une colonne médiane et percée de quadrilobes à redents fleuronnées, des fenêtres hautes avec une coursière percées dans les piédroits des arcs formerets.
À la fin du XIe siècle, sous le troisième abbé Guillaume de Rots (1079-1107), le chœur de l'abbatiale de la Trinité de Fécamp est édifié et consacré en 1099. Il reste de cette construction dont l'architecture est proche de celle de l'église Saint-Étienne de Caen : les deux chapelles qui s'ouvrent sur le déambulatoire Nord, les deux niveaux inférieurs au Nord de la travée droite du chœur et les quatre piliers de la troisième travée de la nef. Le chœur de l'église de Fécamp élevé entre 1087 et 1099 est donc le plus ancien exemple connu de l'introduction de ce type architectural en Normandie. Les restes de l'église de Guillaume de Rots encore existants représentent l'état de l'architecture normande à l'époque de la première croisade, les lourds tailloirs des colonnes engagées à profils rudement chanfreinés, les chapiteaux couverts d'ornements géométriques au méplat forment un contraste marqué avec les profils plus savants des colonnettes voisines postérieures à l'incendie de 1167.
À la fin du XIIe siècle, après l'incendie de 1167, l'abbé Henri de Sully reconstruit d'est en ouest, les travées droites du chœur en s'inspirant du chevet roman et en gardant l'élévation à trois niveaux. Cette réalisation intègre les évolutions du style avec des arcs en tiers-point, des chapiteaux à feuilles d'eau et des voûtes sur croisée d'ogives. L'écho du gothique de l'Île-de-France se manifeste dans les constructions d'Henri de Sully. Au milieu du XIIIe siècle, le chœur est transformé après démolition des tribunes et remplacé par des arcades plus élancées pour une élévation à deux niveaux. La chapelle d'axe et les chapelles Sud du chœur sont reconstruites. Tous ces travaux sont effectués en conservant la voûte et les fenêtres hautes du xiie siècle. Les chapelles sont terminées par l'abbé Thomas de Saint-Benoît (1297-1307).
Aujourd'hui, le chœur de l'abbatiale est l'œuvre des moines mauristes au XVIIIe siècle, lorsque Montboissier de Canillac, noble attaché au service du roi Louis XV, était abbé de 1745 à 1761. Le réaménagement du chœur fut conduit de 1747 à 1751 : disparition des clôtures Renaissance, baldaquin, nouveau maître-autel et nouvelles stalles. Le plan du chœur de cette époque offre un grand intérêt car l'état actuel de l'édifice permet de le reconstituer facilement. Dans le choeur, le baldaquin en bois doré, les marbres somptueux du maître-autel prouvent la qualité presque théâtrale de la liturgie du XVIIIe siècle. La piété des paroissiens aux XIXe siècle et XXe siècles a su remettre en état un sanctuaire lourdement éprouvé par le vandalisme des révolutionnaires de 1789.
Les trois verrières du chœur sont l'œuvre d'Arnoult de Nimègue, maître verrier hollandais, au début du XVIe siècle. On sait qu'il a travaillé à Rouen entre 1500 et 1512, notamment à l'abbatiale Saint-Ouen et à l'église Saint-Godard. Ses trois verrières de Fécamp représentent, à droite, sainte Suzanne, richement habillée sous un luxueux dais semi-circulaire. À gauche, saint Taurin, vêtu d'une chasuble bleu et or. Au centre, la représentation de la Trinité, la moins belle des trois, est celle que l'on voit le moins. À noter qu'est posé sur le giron de sainte Suzanne un bijou au bout d'une chaîne.
Dans le chœur trône également le maître-autel Renaissance, précédé par un autre maître-autel à baldaquin, du XVIIIe siècle cette fois. Un beau reliquaire du XIIe siècle y est également visible. Il était autrefois couvert de polychromie.
La majestueuse Tour-Lanterne du XIIIe siècle de style gothique illumine le choeur où se tenaient les moines : elle manifeste la qualité artistique des moines, architectes normands du Moyen-Age. La tour-lanterne est haute de 37 mètres à l'intérieur et de 60 mètres à l'extérieur. Son architecture tourne autour du chiffre 3, symbole de la Trinité. On voit bien la présence de ce chiffre 3 sur la partie intérieure. Les quatre murs sous la voûte sont partagés en trois arcades. Le premier niveau est à son tour divisé en trois fenêtres aveugles de mêmes dimensions, tandis que chacun des trois compartiments du niveau supérieur (qui reçoit la retombée d'ogives) se caractérise par une grande fenêtre entourée de deux petites arcades aveugles. Plus amusants sont les grotesques au bas du premier niveau. Le dernier étage comprenant la pièce des cloches a été endommagé en 1460 par la foudre puis restauré.
Dans le bras sud du transept se trouve un bas-relief connu sous le nom de dormition de la Vierge. À côté, figure un reliquaire abritant le « Pas de l'Ange », trace qu'aurait laissée une créature ailée dans la pierre en 943, à l'occasion de la dédicace d'un précédent sanctuaire. C'est dans le transept nord que l'on trouve le plus d'éléments mutilés de l'ancien jubé. Ainsi les deux groupes d'orants de part et d'autre de l'autel du Calvaire, mais surtout un assemblage de sculptures (scellées entre elles) dans un enfeu. On peut y voir des moines, une Vierge à l'Enfant, le Père Céleste, le Christ ressuscité, le Christ tenant sa croix,...
Dans le croisillon nord enfin, figure une horloge astronomique, construite en 1667 par un horloger de Rouen, Antoine Beysse. Elle donnait l'heure aux moines pendant leurs prières, mais aussi à la population à l'extérieur puisqu'un mécanisme savant la reliait aux cloches. Elle indique notamment l'amplitude des marées et les phases de la Lune. Elle possède en plus une particularité tout à fait remarquable : la portion de cercle à côté de l'ange timonier change de couleur selon la marée : elle est verte à marée haute et noire à marée basse. Tout le mécanisme de l'horloge est resté manuel. Les tentatives d'électrification sont restées vaines.
Le chœur possède un déambulatoire desservant plusieurs chapelles rayonnantes. Au nord, on trouve les seuls vestiges datant de l'époque romane. Le déambulatoire construit par Guillaume de Rots est l'un des plus anciens que l'on trouve en Normandie. Seul celui de l'abbatiale Notre-Dame de l'abbaye de Jumièges parait plus ancien que celui de la Trinité de Fécamp mais il n'a pas de chapelles rayonnantes. Sur le déambulatoire autour du chœur s'ouvrent cinq chapelles rayonnantes, alternativement rondes et carrées dont deux existent toujours. Dans l'axe, la chapelle de la Vierge a dû prendre la place d'une chapelle ronde. Enfin au Sud, malgré les modifications, on retrouve le plan alterné avec une chapelle carrée puis une abside à cinq pans qui a remplacé la chapelle romane en hémicycle.
Les chapelles, de pur style roman au nord du déambulatoire, rappellent que l'église précédente fut incendiée au milieu du XIIe siècle. Les merveilleuses clôtures des chapelles attestent l'influence italienne de la Renaissance. Toutes les chapelles furent fermées au début du XVIe siècle par des clôtures finement sculptées. On y découvre plusieurs gisants remarquables, ainsi que le tombeau de Guillaume de Volpiano. La chapelle axiale est consacrée à Notre Dame et date du XVe siècle. Face à elle, adossé au chœur, se situe le tabernacle du Précieux Sang.
Dans la chapelle des Fonts, dans le bras sud du transept, reposent sous une dalle, les corps des ducs de Normandie Richard Ier et Richard II. Selon Arthur de La Borderie, Alain III de Bretagne, petit-fils de Richard Ier, mort à Vimoutiers fut également inhumé en 1040 dans la salle capitulaire de l'abbaye de Fécamp. Un mémorial est apposé au pilier sud devant le chœur à la mémoire des abbés Philippe du Fossé, 21e abbé (1372-1380), Estold d'Estouteville, 23e abbé (1390-1423) et Jehan de la Haule, 25e abbé (1440-1467), inhumés dans la nef de l'abbatiale. La chapelle du Sacré-Cœur abrite le mausolée de Guillaume de Volpiano, premier abbé de Fécamp ainsi que du dernier moine de l'abbaye, Dom Louis-Ambroise Blandin (1760-1848). L'abbatiale abrite également quatre gisants d'abbés de Fécamp : celui de Thomas de Saint-Benoît, 12e abbé (1297-1307) dans la chapelle des Saints-Patrons, de Guillaume de Putot, 11e abbé (1285-1297) et Robert de Putot, 13e abbé (1307-1326) dans la chapelle Saint-Joseph et Richard d’Argences, 7e abbé (1220-1223) dans la chapelle Saint-Nicolas.
Dans la chapelle de la Vierge de l'église de la Trinité de Fécamp, on trouve des vitraux du XIIIe siècle, trois figures d'Apôtres sous des niches, accompagnées de grisaille qui sont probablement les plus anciens vitraux normands à personnages isolés. Trois verrières à petites scènes sont d'époque plus récente dont la mieux conservée est une Vie de sainte Catherine à compartiments trilobés, d'une exécution très menue et gracieuse avec des influences anglaises, picardes ou du Nord de la France.
L'art du XIVe siècle est représenté par trois verrières incomplètes au fond de la chapelle de la Vierge : une Légende de saint Édouard le Confesseur où on retrouve les sujets du mariage d'Édouard et d'Édith avec leur vœu de chasteté, la reconstruction de l'abbaye de Westminster, les miracles de guérisons, les actes de charité et la bague donnée par le roi à saint Jean l'Évangéliste. Cet art est proche de l'art du vitrail parisien vers 1300 et des manuscrits comme le Peterborough psalter. La Vie de Saint-Louis des environ de 1310 est incomplète avec onze scènes dont la remise de la couronne d'épines à un évêque, les épisodes de la captivité et de la mort du roi, une autre verrière montre un saint ermite et un lion.
Du XVe siècle une seule très belle verrière subsiste dans la chapelle Saint André avec la Vierge, le Christ, saint Pierre et saint Jean l'Évangéliste sous des architectures richement décorées. Le style est des environs de 1450. Au XVIe siècle, l'œuvre d'Arnoult de Nimègue est présente dans trois verrières hautes du chœur montrant la Trinité, sainte Suzanne et saint Taurin, patrons secondaires de l'abbaye qui en garde les reliques. Elles sont de la Renaissance vers 1510-1512 sous l'abbatiat du cardinal Antoine Bohier. Une Trinité incomplète du même artiste se trouve dans la chapelle de la Vierge et d'autres petits panneaux plus récents sont aux armes du cardinal Bohier, du cardinal de Lorraine et de l'archevêque François de Joyeuse. Des panneaux du XVIIIe siècle sont aux armes de la famille de Becdelièvre.
Les tribunes ressemblent à celles de la cathédrale de Lisieux inspirées du modèle français avec des éléments normands comme la coursive et la tour-lanterne du transept, l'emploi d'ogives sur plan barlong à une époque où la voûte sexpartite avait la préférence des maîtres d'œuvre d'Île-de-France. Les travaux durèrent 50 ans et sont terminés par l'abbé Raoul d'Argences (1190-1219) avec les cinq premières travées de la nef et la façade Ouest. Après 1200, il y a comme une réaction régionale, le style gothique anglo-normand commence à se constituer. Le chœur de l'église Saint-Étienne de Caen et la cathédrale de Rouen en sont les premières manifestations éclatantes dont le chef-d'œuvre est la cathédrale de Coutances.
Après le milieu du XIXe siècle, la forme générale de l'église ne change plus. La chapelle axiale est reconstruite vers 1500 et la façade Ouest au XVIIIe siècle. La façade démolie en 1747 était très simple avec trois portails couverts entre deux tours carrées dont les souches existent encore, puis une galerie reliant les deux tours et une grande rose dans le pignon de la nef.
L'abbaye de la Sainte-Trinité de Fécamp est une abbaye très richement dotée ce qui explique que ses abbés commendataires soient des grands personnages et que le recrutement de ses religieux jusqu'au XVIIe siècle soit majoritairement aristocratique et principalement composé des cadets des familles nobles du Pays de Caux. Elle est exemptée de la juridiction de l'ordinaire et une officialité qui relève de l'abbé siège à Fécamp. Bien des merveilles sont à découvrir au sein de l’Abbatiale de la Sainte-Trinité.
Le maître-autel en marbre blanc, commandé par l'abbé Bohier au Génois Girolamo Viscardo en 1507, est remarquable par ses bas-reliefs. Au niveau médian, on trouve cinq panneaux représentant la Trinité, la Pentecôte, le Baptême du Christ. Le bas-relief du baptême du Christ a été exécuté sur bois par le sculpteur havrais Haumont en 1830. À cette époque, Le Havre et ses chantiers navals réputés comptaient une remarquable industrie de sculpture sur bois : les navires se devaient d'arborer de belles figures de proue. Le baptême du Christ est un panneau très travaillé : la scène se déroule sur un fond de montagnes, de plantes et de palmiers.
Aux extrémités du maître-autel, les ducs de Normandie Richard Ie et Richard II. Malheureusement, comme on le voit sur une photo plus bas, ces sculptures sont à moitié cachées par un crucifix et six candélabres, disposés sur l'autel juste devant... Au-dessus, une châsse reliquaire en marbre de Carrare, du début du XVIe siècle aussi, montre les douze apôtres, chacun dans une niche coquillée. La châsse est entourée des statues de sainte Suzanne et de saint Taurin, également du XVIe siècle.
La chaire à prêcher et le banc d'œuvre, réalisés par le sculpteur de Louvain, Goyers, datent de 1883. La chaire, typique du style néo-gothique, très à la mode au XIXe siècle, affiche une statuaire impressionnante. Sur le socle, on trouve le Christ, les évangélistes et saint Grégoire-le-Grand. Sur la cuve : six apôtres. Sur les rampes : des saints et des docteurs de l'Église. L'abat-son n'est pas en reste : des petites niches abritent des statuettes personnifiant les vertus chrétiennes. Cette belle chaire à prêcher fut très admirée lors de l'Exposition des Beaux-Arts du Palais de l'Industrie à Paris en 1883.
Au-dessus, un Christ doré portant sa croix en taille réelle. Les stalles datent de la même époque : 1750. Les quatre stalles d'honneur sont toujours en place et présentent un très beau travail de sculpture sur bois. Écussons, vertus cardinales, symboles de la Trinité et de la Justice divine embellissent ce beau mobilier d'église. Les blasons qui ornaient ce mobilier et qui rappelaient les abbés et les nobles qui avaient dirigé l'abbaye ont été mutilés à la Révolution. Les dorsaux des stalles et leurs sculptures d'évêques, de rois et de saints ont été déposés en 1802 dans la chapelle de la Vierge.
L'abbaye de Fécamp possédait un orgue dès le XIe siècle. L'orgue de tribune a été construit en 1746 pour l'abbaye de Montivilliers et installé dans l'abbatiale de Fécamp en 1803. Il a été entièrement refait par Cavaillé-Coll en 1883.
Dans le jardin du presbytère se trouvent quelques ruines de l'ancien château des ducs de Normandie. La première résidence ducale, édifiée au Xe siècle sur l'emplacement d'un ancien monastère de femmes détruit par les Vikings, n'est qu'un édifice de bois inspiré des constructions nordiques. Richard Ier et surtout son fils Richard II, font de la ville l'une des capitales du duché. Le palais, reconstruit en pierres par Richard II, est protégé par une enceinte très élaborée pour l'époque : ses tours et son mur d'enceinte remplacent le bois par la maçonnerie, rare et chère. Le duc dirige les conseils et préside aux festins dans "l'aula ", grande pièce d'apparat.
À Pâques 1067, Guillaume le Conquérant célèbre fastueusement dans ce château sa victoire d'Hastings, qui le fait roi d'Angleterre. Mais il délaisse ensuite Fécamp pour Caen. À la fin du XIIe siècle, Henri II Plantagenêt, venu à Fécamp pour affirmer ses droits sur la Normandie, construit, à cheval sur l'ancien rempart, l'énorme bastion fortifié actuellement visible. Cet édifice témoigne de sa fermeté d'intention face à la volonté du roi de France. Philippe Auguste de reconquérir la Normandie. Mais celle-ci est annexée en 1204. Peu à peu démantelé, le château est intégré dans le domaine monastique.