A Bazilika belső tere nincs egy szintben. Így – a középkori felosztásnak megfelelően – megkülönböztetjük a szentélyt, a plánumot (amely a közösségben végzett szerzetesi zsolozsma helyszíne) és a padok szintjét. 

Az itt élő szerzetesek számára a templom ma is az Istennel való találkozás helye. Ezért a 2011–12-es felújítás során visszakapta lényeges (a szerzetesközösség életében betöltött) helyét: nap mint nap itt gyűlnek össze, hogy együtt ünnepeljék a szentmisét és együtt imádkozzák a zsoltárokat: a laudest, a vesperást és a déli imát. A templom mértani közepében kapott helyett az oltár, így az egész templom centrumává vált, összeköti a szerzetesi közösséget és a hívek közösségét. 

A középkori templom kelet–nyugati tengelye úgy épült, hogy a felkelő nap fénye – a szentély feletti rózsaablakon áthatolva – a védőszent ünnepén világítsa meg legszebben a teret. Az oszlopfők díszítése a Paradicsom fáinak gazdagságát és változatosságát idézi.

A templom a 13. század elején épült késő román/kora gótikus stílusban. Az épület jellegzetessége, hogy lemond a gazdag díszítésről, és inkább a térszerkezet puritán tisztaságára helyezi a hangsúlyt.

A török megszállás idején a templom teljes belső középkori berendezése megsemmisült, csupán a templom délkeleti mellékhajójának falában található két apáti sírkő őrzi ennek a kornak tárgyi emlékét.

A 19. század derekán Kruesz Krizosztom főapát idején nagyszabású restaurálás történt a templombelsőben. Ekkor készültek a mennyezeti freskók, a színes üvegablakok.

A 2011–12-es év során felújítási munkák zajlottak a templomban, John Pawson angol építész vezetésével. Így lett a keresztelés helye a torony alatti nyugati tér. Ennek a térnek a centrumában van a keresztelőkút, így keresztelőkápolnává vált az eddig alig használt terület. A templom középső része a hívek és a szerzetesek szintje. Nagyon fontos volt, hogy legyen egy szerzetesi kórus, ami mutatja, hogy ez egy szerzetesi templom. Itt vannak a stallumok, ahol a bencések ülnek és imádkoznak. A szerzetesi kórus és a hívek között, majdnem a templom mértani közepében kapott helyet az oltár. Ez az egész templom centruma. Legfelül a szentély a Szent Hegy előképe, az ember vándorlásának célja (amit a rózsaablakon át beszűrődő világosság is erősít). Erősödött a templom eredeti, szerzetesi templom jellege, a liturgikus tér híven tükrözi az épület teológiai mondanivalóját.

A világítást, a fűtést, a hangosítást korszerűsítették, a freskókat megtisztították, a berendezés is átalakult: egységes, letisztult templomteret hoztak létre. A bútorok tömör diófából készültek.

A fontos liturgikus tárgyak alapzata (keresztelőkút, oltár, felolvasó állvány) is mészkőből készült. Ónixból van a liturgikus tárgyak felső része. Az ónixra azért esett a választás, mert az a Biblia szerint egyike a Paradicsomban található köveknek. 

A középkorban az altemplomok az ereklyetisztelet helyéül szolgáltak; a közösség 2012-ben visszaállította ezt az eredeti funkciót. A keleti oldalon az oltár alatt Szent Márton-ereklyét helyeztek el. 

 

A kerengő és a Porta Speciosa

 

A 13. századi díszes kapu, a Porta Speciosa a templom egyik főbejárata volt a középkorban. Ez a kapu az ún. kerengőfolyosóból (quadrumból vagy quadraturából) vezet a templomba. A Porta Speciosa szerepe az volt, hogy a szerzetesek – miután a quadraturában gyülekeztek – ezen keresztül léptek be közös istentiszteletre a templomba. A Jelenések könyvéből tudjuk, hogy a Mennyei Jeruzsálemnek tizenkét díszes kapuja van. Ebből a tizenkét kapuból építettek egyet a monostorban, hogy amikor a szerzetes az imádságra megy, úgy mehessen oda, mint a Mennyei Jeruzsálembe.

Ahogy Európa más monostoraiban, itt is azt láthatjuk, hogy a kelet–nyugati tájolású templom déli oldalán épült a kerengő. A középkorban központi szerepe volt mind a hétköznapi élet, mind a liturgia szempontjából. Innen nyíltak az egyes helyiségek (pl. dormitorium, calefactorium), műhelyek (scriptorium), ebédlő (refektorium). (A szerzetesi cellák és a refektorium ma a 18. századi barokk épületszárnyban találhatók.)

A mai kerengő építésének befejezése valószínűleg 1486-ban történt.

A kerengőfolyosó által körülölelt kis belső kertet gyakran Paradisumnak (paradicsomkertnek) is nevezték, megépítve a bibliai paradicsomkert egy kicsiny földi mását. A középkorban elsősorban gyógynövényeket termesztettek itt, hogy a rászorulók általuk nyerjék vissza a test paradicsomi épségét és egészségét.

A kiváló akusztikájú templom Elgász Ferenc által épített 18. századi orgonája a 2023-as évi teljes körű felújítást követően eredeti szépségében és hangzásában mutatkozik be. A 100-120 fő befogadására alkalmas kápolna a liturgikus alkalmak mellett kedvelt keresztelő-, esküvő- és koncerthelyszín. A kápolna alatt kialakított kripta a szerzetesek temetkezőhelye, az épület nyugati oldalán a Kálvária kapott helyet.

Egy Szent László-kori (1090 körüli) oklevél tanúsága szerint a 11. század végén Pannonhalmán már 80 kötetet (kb. 200 művet) tartottak nyilván. 1786-ban a feloszlatáskor már több mint 4.000 kötetet számlált a gyűjtemény. 1802-ben a könyvek közül csupán 757 kötetet és 27 kéziratot szállítottak vissza a monostor könyvtárába. A könyvek elhelyezésére elegendő volt néhány terem. A könyvek száma azonban a 19. század elején ugrásszerűen megnőtt. Ekkor határozták el az új könyvtárépület megépítését. A könyvtár állománya mind a mai napig gyarapszik. Napjainkban körülbelül 400.000 kötetet őriznek a gyűjteményben.

A könyvtár épületének hosszanti részét az 1820-as években Engel Ferenc tervezte és építette. Ezt követően Packh Jánost bízták meg az épület bővítésével. Az ő munkája az ovális teremrész. Az épület belső díszítésére egy bécsi mestert, Josef Kliebert kérték fel. Az ovális terem mennyezetének négy oldalán a négy középkori egyetemi fakultás jelképe látható (jog-, hit-, orvos- és bölcsészettudomány). Az ő munkái a napjainkban eredeti helyükre visszakerült gipsz királyszobrok is (az alapító Szent Istváné és a visszaállító I. Ferencé). A hosszanti terem központi freskója Pallas Athéné (Minerva) alakját ábrázolja. A két rövid oldalon ókori bölcsek, filozófusok, tudósok alakjai, míg a hosszanti oldalakon a magyar kultúrtörténet kiemelkedő alakjainak portréi láthatók. Az ábrázolt személyek kiválasztása a kor szellemiségét tükrözi. A névvel meg nem jelölt magyar személyek a magyar reformkor nagyjai.

A terem műszaki felszereltsége, a professzionális világítástechnika és hangrendszer, az audiovizuális rendszerek és a digitális mozi újabb lehetőségekkel bővítik a terem felhasználhatóságát, a nyáron is temperálható környezet és a 268 darab egyedi zsöllyeszék pedig a megfelelő komfortérzetet biztosítják. A színpad körüli karzaton további 60 férőhely került kialakításra, ugyanakkor a színpad (centrális térré történő) ideiglenes átalakításával és pótszékek alkalmazásával közel 400 fős események is megrendezhetőek.

A Gutowski Róbert, volt bencés diák tervei alapján készült elegáns és barátságos belsőépítészeti megoldás elnyerte a német Design Council Iconic Awards 2017 belsőépítészeti díját. Az európai szintű kamaratér előterében, az aula galériáján kiállítótér kialakítására is sor került, míg az egykori tornatermi zuhanyzók helyén hangszeres gyakorlószobák, művészöltözők és stúdió egészítik ki a kulturális funkciót.