Ob Propst Vischer von Anfang an einen so weitgehenden Neubau der Stiftskirche gewollt hatte oder ob erst im Laufe der Planung und Ausführung gewissermaßen ein Schritt den nächsten fast zwangsläufig mit sich brachte, läßt sich heute nicht mehr zweifelsfrei feststellen. Die ursprünglich nur auf 7622 Gulden veranschlagten Umbaukosten (spätere Gesamtkosten über 40 000 Gulden) lassen auf zuerst noch recht maßvolle Änderungsabsichten schließen. Auch die Bestellung des Trostberger Gerichtsmaurermeisters Franz Alois Mayr zum verantwortlichen Planer und Bauleiter deutet auf keine Neubauabsicht hin. Der aus Tegernsee stammende Mayr hatte in München beim bekannten Baumeister Anton Gunetzrhainer zuerst als Geselle und dann als dessen Polier gearbeitet, bevor er 1750 die Stelle des Gerichtsmaurermeisters für den Bereich des Landgerichts Trostberg übernahm. Vor seiner Verpflichtung nach Baumburg hatte er auf dem Kirchenbausektor fast nur Umbaumaßnahmen durchgeführt, darunter allerdings so bedeutende wie zum Beispiel in Margarethenberg an der Alz und in Raitenhaslach, dessen Abt ihn wohl nach Baumburg empfohlen hat.

Allein schon aus statischen Gründen dürfte der Umbau einer dreischiffigen Basilika in eine Saalkirche "unter einem Dach" Veränderungen von Grund auf notwendig gemacht haben. Mayr baute eine hohe und lichte Wandpfeilerkirche, die er mit einem mächtigen Tonnengewölbe überspannte. Der streng rechteckige Grundriß des Baues war durch die Grundmauern der alten Kirche vorgegeben. Nach außen hat Mayr diesen Grundriß nur durch den Vorbau an der Westfassade und durch eine leichte Vorwölbung der als "Schaufront" zum Trauntal hin konzipierten, reich gegliederten Ostfassade, wo bis dahin ja die drei Apsiden gestanden hatten, aufgelockert. Im Inneren der Kirche haben die tief eingezogenen, mit Pilastern auf hohen Podesten und mit korinthischen Kapitellen geschmückten Wandpfeiler gleichzeitig eine das Gewölbe tragende, den Raum gliedernde und optisch weitende Funktion. Durch sie werden im Langhaus auf beiden Seiten je vier tiefe Nischen gebildet, in deren Außenmauern die hohen, oben rundbogig geschwungenen Fenster eingelassen sind. In den Nischen der Wandpfeiler des Langhauses stehen zu beiden Seiten je vier Altäre.

Die Wandpfeilergliederung ist auch im Presbyterium beibehalten. Obwohl der Chorraum an sich genau so breit ist wie das Langhaus, ergibt sich doch optisch eine Verengung. Sie wird bereits eingeleitet durch den schmalen Stuckvorhang am Chorbogen. Vor allem aber kommt sie daher, daß die Wandpfeiler etwas weiter in den Raum vorspringen als im Langhaus und da dadurch auch das Chorgewölbe nicht ganz so breit ist. Außerdem sind die Wandpfeiler nur im "Obergeschoß" sichtbar. Darunter sind die Pfeilernischen durch Mauern, vor denen das Chorgestühl steht, zu Nebenräumen abgetrennt. Darüber schwingen zwischen den Wandpfeilern zu beiden Seiten jeweils zwei Emporen mit leicht gewölbten, verglasten und zierlich in Rokokomanier ausstaffierten Oratorien in das Presbyterium hinein. Dahinter, an der fensterlosen Chorwand, ragt der dreifach gegliederte monumentale Hochaltar bis zum Scheitel des Gewölbes auf. Hinter der Mensa mit dem weit ausladenden, elegant geschnitzten und weiß- und goldgefaßten Tabernakelaufbau bildet der mehrfach geschwungene Altarsockel die untere Zone. Auf ihm steht zu beiden Seiten je ein schräg gestaffeltes, schlankes und mit Kapitellen geschmücktes Säulenpaar aus rötlichem Stuckmarmor.