Kyrkan uppfördes ursprungligen på 1200-talet som en gråbrödrakyrka för Magnus Ladulås och franciskanerorden. Byggnaden har under århundradena genomgått en rad omgestaltningar, däribland tillkomsten av det karaktäristiska spira-tornet som ritades av arkitekten Horus Asplund samt tillbyggnaden av det Karolinska gravkoret och det Bernadotteska gravkoret.

Inne i kyrkorummet vilar en stor del av Sveriges monarker, från Magnus Ladulås och Gustav II Adolf till Karl XIV Johan. Väggarna pryds av serafimerordensvapen för avlidna riddare av Serafimerorden, vilket skapar en unik heraldisk helhet som vittnar om landets långa adliga och kungliga historia.

Efter den stora branden år 1835 fick kyrkan sitt nuvarande giktgula utseende och den täcktes med det karaktäristiska gjutjärnstornet. Idag är byggnaden inte längre församlingskyrka utan vårdas som ett statligt historiskt monument av Statens fastighetsverk och används enbart för begravningar av kungliga personer samt vid Serafimerringningen.

Kyrkan har genom tiderna besjungits av skalder och varit central för den svenska historiemedvetenheten. Dess arkitektur speglar ett möte mellan tidig svensk tegelgotik och senare seklers storslagna gravkor i klassicistisk och barock stil.