Par la suite, saint Odilon, qui fut abbé de Cluny jusqu'en 1049, établit les moines sur les bords de la Bourbince où ils construisirent une nouvelle église. Son successeur, Hugues de Semur, abbé de Cluny de 1049 à 1109, qui avait fait édifier une nouvelle abbatiale à Cluny (Cluny III), la jugeant alors insuffisante, la fit transformer par les bâtisseurs de Cluny III en une basilique qui est celle que nous pouvons admirer de nos jours.