Kościół salowy (prezbiterium i nawa tworzą jedną przestrzeń nieoddzieloną np. tęczą), murowany, zaliczany do świątyń późnorenesansowych, mimo powstania na początku XVII w., swą bryłą przypomina kościoły gotyckie – wysoki, stromy, dwuspadowy dach, oszkarpowany, z wnękowym szczytem, którego dwulistne łuki blend ewidentnie nawiązują do form późnogotyckich. Orientowany, zbudowany na jednej osi z klasztorem z wykorzystaniem muru obronnego, na rzucie prostokąta zamknięty od wschodu półkoliście. Od południa dobudowano w latach późniejszych (zapewne po 1850 r.) kruchtę. Do elementów renesansowych należą fragmenty renesansowej kamieniarki wewnątrz oraz renesansowy fryz poniżej gzymsu wykonany w technice sgraffito. Wnętrze oświetlone było pierwotnie przez dwa rzędy okien – górny okrągłych i dolny zamkniętych łękiem półkolistym pełnym, obecnie pozostał tylko górny, przebudowany i dwa okna przez niemal całą wysokość prezbiterium. Ściany od wewnątrz podzielono na arkadowe wnęki pilastrami przechodzącymi w gurty na sklepieniu kolebkowym, zaś same wnęki zamknięte są lunetami w sklepieniu. Takie rozwiązanie ścian po części wynika z przejęcia antycznych wzorców charakterystycznego dla odrodzenia, lecz jednocześnie pokrewne jest wczesnemu barokowi. Kościół jest z dawnym klasztorem połączony sklepionym krzyżowo parterowym korytarzem. W zachodniej części nawy znajduje się chór. Wewnątrz znajdują się tablice upamiętniające postacie pastorów wieluńskich – Henryka Wendta (1886-1970) i Wilhelma Winklera (1830-1917) oraz tablica pamiątkowa po fundacji Anny Koniecpolskiej.
Powstanie zespołu klasztornego sióstr zakonnych bernardynek w Wieluniu związane jest z osobą Anny ze Sroczyńskich Koniecpolskiej, żony wojewody sieradzkiego Aleksandra i matki hetmana wielkiego koronnego Stanisława. Będąc już wdową, postanowiła ufundować w Wieluniu konwent, w którym spędziłaby resztę swego życia na modlitwie. Na budowniczego kościoła i klasztoru fundatorka powołała Jerzego Hoffmana ze Złoczewa, który prace budowlane prowadził w latach 1613–1615. Życiu zakonnemu poświęciły się dwie córki Anny Koniecpolskiej: Leonarda i Barbara. Z tego między innymi powodu hetman Stanisław Koniecpolski stał się jednym z donatorów konwentu.
Mimo prób zablokowania decyzji władz, 1 sierpnia 1819 r. siostry zakonne przeniesiono do dawnego klasztoru Paulinów przy Krakowskim Przedmieściu. natomiast budynek kościoła przekazano dnia 29 lipca 1820 r. nie posiadającej własnej świątyni gminie ewangelickiej w Wieluniu. Budynek kościoła przebudowano po 1850 r. podnosząc podłogę i zamurowując dolny rząd okien. Po I wojnie światowej (przez ówczesnego pastora Roberta Haefke) i w 1936 r. był odnawiany.
Świątynia ta nie była bezpośrednio trafiona bombą podczas bombardowania Wielunia przez Luftwaffe 1 września 1939 r., ale w wyniku wielkiego pożaru miasta, także i ona spłonęła. Jej strop zawalił się, wskutek czego wyposażenie uległo całkowitemu zniszczeniu, w tym okazały ołtarz główny z 1766 r. oraz ambona – dzieła sztuki, które pozostały po siostrach zakonnych. Jeszcze w czasie wojny niemieckie władze administracyjne początkowo nakazały odbudowę kościoła, a następnie zaplanowały przeznaczyć go na kino dla okupantów. Poczyniono już w tym kierunku działania, a dowodem są projekty architektoniczne znajdujące się zbiorach wieluńskiego muzeum. Ostatecznie budynek powrócił do roli kościoła ewangelickiego dzięki remontowi w 1950 r. (staraniem pastora Henryka Wendta) i później, w l. 60-tych XX w. W czasie prac powojennych wymieniono pokrycie dachowe (z dachówki na blachę), odbudowano sygnaturkę, rozebrano przybudówki z 1943 r., odtworzono sgraffito wedle projektu żony pastora Wendta oraz Pauliny Witt, żony kościelnego Bertrama Witta zamieszkującego wraz z rodziną Wendt w sąsiadującej plebanii.
Znajdująca się obok kościoła murowana piętrowa plebania to zapewne XVII-wieczny dom kapelana, nadbudowany w XIX w., odnowiony po I wojnie światowej. Po I wojnie światowej znajdowała się tu szkoła elementarna. Na planie prostokąta, posiada na parterze pomieszczenia sklepione krzyżowo. Przypuszcza się, że budynek ten powstał w miejscu dworu arcybiskupiego ufundowanego w l. 1342-74 przez Jarosława Bogorię Skotnickiego, arcybiskupa gnieźnieńskiego. Przypuszczalnie była to budowla obronna, piętrowa. Wiadomo, że w 2. poł. XVI w. był już ruiną, którą odkupiła Anna Koniecpolska i w rejonie której ufundowała zespół klasztorny.
W 2022 r. gmina ewangelicka w Wieluniu oficjalnie sprzedała Gminie Wieluń kościół, plebanię oraz działki na których się znajdują. Obiekt został udostępniony przez organizatora Muzeum Ziemi Wieluńskiej na cele muzealne. Pracownicy Muzeum Ziemi Wieluńskiej W 2025 r. pozyskano środki zewnętrzne na gruntowne prace archeologiczne wraz z konserwacją fundamentów oraz prace konserwatorskie, mające uratować pozostałości fresków odnalezionych w zamurowanych podziemiach kościoła.
