V jádru trojlodní románská stavba získala dnešní podobu barokní úpravou. Pro Alfonse Muchu se stala jednou z prvních velkých inspirací, a to výzdobou hlavní lodi od J. W. Neunherzte; cyklem fresek s mariánskými motivy na klenbě a freskami s výjevy ze života svatého Norberta na stěnách. Marie Muchová vzpomíná: „Strahov mu zůstal drahou vzpomínkou a již v Paříži vyprávěl mi o chvílích svého zanícení, kdy sedával na kůru pohřížen v krásu hudby, zatím co jeho oči vnímaly tu krásu malovaných kleneb a mysl jeho toužila také vytvořit takové krásné obrazy ku slávě Boží.“ (zdroj: Mucha Foundation). Roku 1906 se v tomto kostele konala i Muchova svatba se slečnou Marií Chytilovou, jeho drahou ženou.