Au 4e siècle, un pont devait exister légèrement plus à l'est que le pont médiéval édifié au début du 11e siècle par le comte de Blois.
Dans une enceinte de 17 ha, partagée entre la vallée et le coteau, l'espace est organisé de manière à favoriser la vie monastique, centrée sur l'église abbatiale et le cloître, tout en assurant les fonctions d'accueil et de soin dévolues aux monastères. A partir du milieu du 14e siècle, au plus tard, l'abbé réside sur le plateau de Rougemont, à l'écart de la communauté.
La topographie du monastère et de ses abords est caractérisée par une multiplicité de lieux de culte et de lieux d'inhumation de statuts différents.
Le caractère très partiel des vestiges ne permet pas d'identifier des fonctions précises, au-delà de la distinction entre espaces intérieurs et extérieurs, mais le caractère soigné des constructions comme leurs transformations fréquentes pendant l'Antiquité et le haut Moyen Age sont bien attestés.
Cette représentation associe des bâtiments existants et des constructions projetées par la congrégation de Saint-Maur-des-Fossés. Elle est donc plus fiable pour les bâtiments médiévaux que pour les bâtiments du 17e siècle. Une partie des jardins à la française, à l'est, devait correspondre au cimetière des moines.
Cette représentation, plus réaliste que la précédente, montre un deuxième cloître, au sud, inachevé et une église Saint-Benoît en ruine qui fut détruite la même année (BnF, collection R. Gaignères, Estampes et photographie-VA-407 (1)-FT 4- Gaignières, 5291 - H-183734).
Vue de l'ancienne hôtellerie transformée en Maison du Grand Prieur au début du 18e siècle, prise du nord. L'intégralité de la partie détruite au 19e siècle est en cours de fouille. A droite, le tiers occidental conservé en élévation (cliché LAT).
Marmoutier, le coteau creusé de grottes et la chapelle des Sept-Dormants restaurées dans les années 1880 par la Congrégation du Sacré Cœur de Jésus ; la tour des cloches, clocher séparé de l'église abbatiale, édifié au 11e siècle (cliché LAT).
Marmoutier, les trois églises abbatiales emboîtées qui présentent toutes un plan à trois vaisseaux. Le décalage de leur axe vers le nord traduit un rapprochement du coteau qui a permis l'intégration de la grotte dite du Repos de Saint-Martin dans l'église elle-même lors de la reconstruction gothique.
L'église abbatiale de Marmoutier en cours de démolition, vue de l'ouest, et la tour des cloches attenante (Aquarelle de Morillon, 1802, collection Société Archéologique de Touraine, DF To 266).
L'église abbatiale de Marmoutier en cours de démolition, vue de l'est. On distingue la nef à trois vaisseaux et, sur la droite, le bras nord du transept où se trouvait le Repos de Saint-Martin, identifié par la tradition comme la grotte où Martin se retirait pour prier et méditer (Aquarelle de Morillon, 1802, collection Société Archéologique de Touraine, DF To 265).
Sous le chœur de l'église romane s'étendait une vaste crypte-halle accessible par deux escaliers placés à l'ouest puis transférés sur les côtés. Dans la partie occidentale, des niches latérales étaient séparées par des colonnes supportant des chapiteaux sculptés ; à l'est la crypte se terminait en abside devant laquelle fut édifié un autel dont subsiste la base.
Au nord, un cimetière de laïcs utilisé du 11e au 13e siècle a été reconnu sur une superficie encore réduite.
