1845 PBKR6148 Mogelijk heeft al in de 8e eeuw de rondtrekkende Ierse missionaris Plechelmus hier een eerste kerkgebouw gesticht, gewijd aan paus Silvester. In 954 stichtte bisschop Balderik van Utrecht een kapittel in Oldenzaal en vergrootte en vernieuwde de bestaande Silvesterkerk, die nu gewijd werd aan Plechelmus. Bij deze gelegenheid liet Balderik relieken van Plechelmus overbrengen naar de Oldenzaalse kerk.
Rond 1150 werd de kerk vervangen door een nieuw gebouw in romaanse stijl. Van deze kerk resteren middenschip, noordbeuk, noordertransept en een koortravee. De kerk werd gebouwd van Bentheimer zandsteen en vertoont duidelijk Westfaalse en ook Saksische invloeden.
Waarschijnlijk onder bisschop Otto II van Lippe (1215-1227) werd de huidige toren met westkoor opgetrokken, waarvan de vierde geleding rond 1250 werd voltooid. De toren wordt vanwege de vroeggotische versieringen wel tot de romanogotiek gerekend. Rond 1500 werd de vijfde torengeleding gebouwd. Tussen 1481 en 1500 werden koor en zuidbeuk in gotische stijl vervangen.
Vanaf 1633 tot 1810 werd het kerkgebouw gebruikt door de protestantse gemeenschap van Oldenzaal, die wegens het geringe aantal leden het onderhoud ervan sterk verwaarloosde. Na de teruggave aan de katholieken in 1810, door toedoen van koning Lodewijk Napoleon, waren verschillende restauraties nodig om het achterstallige onderhoud weg te werken. De belangrijkste daarvan was de restauratie van 1891 tot 1900, onder leiding van Jos Cuypers. In 1950 werd aan de kerk bij besluit van Paus Pius XII de eretitel basiliek oftewel basilica minor verleend. In maart 2006 werd een, mede dankzij de steun van cabaretier Herman Finkers succesvolle, actie gehouden om de Sint-Plechelmusbasiliek als parochiekerk te behouden.

, 1900-00-00