Le calme revenu, vers 929, les moines restés à Saint-Maixent réclamèrent le retour des restes de saint Léger. Malgré de nombreuses négociations, les terres d'accueil ne tenant guère à se séparer des reliques leur ayant apporté une exceptionnelle réputation, le corps de saint Léger resta à Ébreuil. En 961, Lothaire IV fit don de la "terre d’Ébreuil"» aux moines qui y élevèrent une église et des bâtiments monastiques. Les moines d’Ébreuil transforment l’église en une magnifique abbatiale en 1025. Dans la deuxième moitié du XIe siècle l'abbatiale est l'objet de grands travaux portant sur la nef et le transept. En 1080, face au rayonnement du monastère, le pape Grégoire VII l'érige en abbaye de l'ordre de Saint-Benoît.
L’église abbatiale possédant les reliques de saint Léger, les pèlerins venaient les vénérer, ce qui a contribué à la richesse et à la notoriété de l’abbaye. Depuis le Xe et jusqu'au XVIe siècle, les restes de saint Léger reposaient sous le maître-autel d'Ébreuil. A cette époque, ils furent placés dans une grande châsse, de nos jours placée sur un socle, derrière le maître-autel. C'est un coffre rectangulaire en chêne, à toit en bâtière, recouvert de cuivre argenté, orné de médaillons et de sujets en cuivre. On peut la dater du XVIe siècle, mais elle a été assez maladroitement restaurée au XIXe. Elle ne conserve plus les reliques de saint Léger, dispersées dans la Sioule pendant la révolution.
L’église abbatiale Saint-Léger est devenue église paroissiale d’Ébreuil à la Révolution, en remplacement de l’église Notre-Dame, plus petite et en moins bon état, qui fut désaffectée. C'est son église abbatiale Saint-Léger qui est l'incontournable atout majeur du patrimoine historique d’Ébreuil.
L'abbatiale Saint-Léger fait partie des très rares églises de France et la seule en Auvergne a posséder une nef de style carolingien du XIe siècle. La nef est couverte par une charpente apparente et présente de grandes arcades en plein cintre retombant sur des piles rectangulaires. Cette remarquable charpente est unique. Sur la travée occidentale, la voûte en berceau du narthex supporte une tribune enrichie au XVe siècle d'une balustrade de pierre ajourée. Tandis que le bas-côté sud a été reconstruit au XVIIIe siècle, l'étroit bas-côté nord, couvert par le berceau en plein cintre, est contemporain de la nef.
La croisée du transept est couverte d'une vaste coupole montée sur trompe. Le chevet a été réédifié à la fin du XIIe siècle en style gothique d'Ile de France. Le clocher-porche à trois étages date du XIIe siècle et présente des similitudes avec celui de Saint-Benoit-sur-Loire. Des arcades aveugles au premier étage, laissent supposer qu'il a été conçu comme donjon défensif. Les recherches de Georges Jousse démontrent que ce clocher-porche, exceptionnel par son élégance, ses proportions et son harmonie générale, a été construit en utilisant les triangles égyptiens.
La porte en plein cintre est surmontée d'un tympan que supporte un linteau en bâtière. Ce tympan est décoré de trois bas-reliefs romans représentant un Christ en majesté, entouré de la Vierge et un apôtre. Sur les vantaux de la porte sont conservées les ferrures du XIIe siècle, appliquées sur des peaux teintes en rouge. On dit que ce sont des peaux d'ours...
L'abbatiale Saint-Léger renferme un des ensembles de peinture romane les plus importants d'Auvergne. Ces peintures recouvrent les parois des tribunes de la nef. Ce superbe ensemble de peintures murales a été exécuté à la fin du XIe et début du XIIe siècles, il représente saint Austremoine, le pape saint Clément, des épisodes des martyres de saint Pancrace et de sainte Valérie de Limoges, de saint Michel terrassant le démon, de saint Georges terrassant le dragon, de l'Annonciation et de saint Raphaël remettant à Tobit le fiel de poisson. Les peintures murales de la tribune datant du premier quart du XIIe siècle ne se visitent plus, mais un triptyque photographique dans le bas-côté nord permet de les admirer.
Il n’existe plus rien des bâtiments monastiques à la suite de leur destruction au XVIIIe siècle. Les bâtiments conventuels ont été remplacés par un hôpital dirigé par les religieux charitains, ordre de Saint-Jean-de-Dieu.