À partir de 1099 et jusqu'en 1123, l'église et son prieuré connaîtront une période de prospérité. En 1120, c'est l'apogée du prieuré, avec une visite du pape Calixte II. En 1123, elle commence à être délaissée, après la mort de Geoffroy III de Thouars. Son successeur, Aimery V de Thouars, va abandonner le prieuré Saint-Nicolas, qui va se détériorer lentement[4].
Au XIXe siècle, la sacristie actuelle est élevée en 1806, puis la façade occidentale est ouverte par un grand portail refait en 1856. L'église est restaurée en 1890, lorsque les trois grandes arcades communiquant avec les parties effondrées sont murées, après avoir été laissées béantes pendant 300 ans[7].
L'église Saint-Nicolas de La Chaize-le-Vicomte est une église exceptionnellement vaste même pour l'époque, qui plus est avec une nef basilicale, c'est-à-dire comportant un vaisseau central bordé de deux collatéraux, avec une claire-voie au sommet du vaisseau central.
Cet édifice roman présente la particularité d'avoir organisé l'accès du chœur depuis les bas-côtés par deux petits couloirs incurvés et voûtés, encore conservés aujourd'hui aux angles orientaux du chevet. Ils jouaient en quelque sorte le rôle d'un déambulatoire. Les vestiges des absidioles et d'une travée du chœur permettent d'en connaître l'élévation, monumentalisée par de grandes baies hautes. Le couvrement d'origine est incertain. Il est peu probable que la croisée du transept ait reçu une coupole, mais une tour-lanterne d'influence angevine n'est pas à exclure. L'épaisseur des murs de la nef suggère aussi la présence d'une voûte maçonnée, à l'inverse des bas-côtés, probablement charpentés. Une modification en cours de construction est probable. L'élaboration de l'élévation est un bel exemple du souci esthétique de géométrie des formes. La sculpture des chapiteaux peut-être rapprochée de Saint-Jean de Montierneuf, construit quelques années plus tôt[8].
Le plan en croix latine est actuellement amputé des bras de transept et du chœur, ainsi que les absidioles et abside, qui ont dû s'effondrer entre 1556 et 1701, très certainement une conséquence de l'incendie de l'église par les Protestants[5].
