L’église Notre-Dame de Vimoutiers constitue un témoignage de la reconstruction de la ville, lourdement touchée par les bombardements de la Seconde Guerre mondiale. Ses vitraux furent entièrement pulvérisés lors d’un bombardement, le 14 juin 1944. Ils ont ensuite été reconstitués selon une technique moderne mise en œuvre par Gabriel Loire, maître verrier à Chartres. Leur iconographie évoque l’histoire de la Normandie et du Pays d’Auge à travers plusieurs thèmes, notamment les Vikings, les moines de Jumièges, Jeanne d’Arc et le camembert. Le financement de ces vitraux fut obtenu grâce à l’intervention de Margaret Mitchell, l’autrice du livre *Autant en emporte le vent*.
L’église conserve également un orgue classé au titre des Monuments historiques. Il s’agit du dernier instrument créé par Aristide Cavaillé-Coll, dont un exemplaire jumeau, réalisé à la même époque, se trouve à Moscou. Avec ses trois claviers et ses 1 800 tuyaux, cet instrument est présenté comme le plus grand orgue du département de l’Orne. Aristide Cavaillé-Coll a réalisé 499 orgues, parmi lesquels celui de l’église Notre-Dame de Paris. L’orgue de Vimoutiers a été restauré puis inauguré en septembre 2019.