Kościół franciszkanów przylega do klasztoru od strony północnej. Wejście główne do świątyni w narożniku południowo-wschodniej pierzei sanockiego rynku. Kościół ma charakter orientowany (część prezbiterialna, mieszcząca ołtarz główny, jest zwrócona ku wschodowi). Obecny wygląd kościoła i klasztoru bardzo odbiega od pierwotnego. W szczególności przebudowa z 1872 usunęła barokowy styl obiektu. Zasadniczo wnętrze kościoła składa się z prostokątnego prezbiterium, nawy głównej i dwóch kaplic bocznych. Przez to kościół jako całość zyskał układ poziomy zbliżony do planu krzyża łacińskiego. Okna w kościele zakończone są w sposób półkolisty. Pod kościołem i kaplicami znajdują się krypty. Dolna kondygnacja wieży jest wykonana z kamienia łamanego, zaś dwie górne z cegły. W 1998 poinformwano o nowym wystroju ołtarza głównego, w którym uwidoczniono odsłonięty fragment kamiennej ściany. Obecny ołtarz główny został wybudowany na nowo (po pożarze) w 1887, a projekt stworzył Ferdynand Majerski z Przemyśla. W jego centrum, między sześcioma kolumnami spoczywającymi na postumentach znajduje się krucyfiks późnobarokowy (wzmiankowany był w 1694 z racji na jego kult i wota), nad nim gołębica symbolizująca Ducha Świętego, a na szczycie gloria Boga Ojca. Ponad nim na sklepieniu jest przedstawiona Trójca Święta i adorujący ją czterej Ewangeliści. Po bokach ołtarza ustawiono figury, w których przedstawieni zostali Święty Bonawentura i Tomasz z Akwinu (wykonał je F. Majerski w 1887). Na kapitelach filarów umieszczono cztery figury aniołów (dwie stojące, dwie siedzące). Pod koniec XIX wieku główny ołtarz był w kolorze marmuru czerwonego. W prezbiterium umiejscowiona została drewniana chrzcielnica z 1996 (autor Jan Penar, projekt i polichromie Artur Olechniewicz) – na jej ścianach zostali przedstawieni święci związani z zakonem i Sanokiem (św. Franciszek z Asyżu, św. Klara z Asyżu, św. Maksymilian Maria Kolbe, bł. Jakub Strzemię, św. ks. Zygmunt Gorazdowski, słudzy Boży męczennicy: o. Michał Tomaszek i o. Zbigniew Strzałkowski).
Pierwotnie kościelna ambona była zlokalizowana w prezbiterium po prawej stronie, po czym w 1887 została przeniesiona na stronę lewą[82]. Obecną ambonę wykonał Ferdynand Majerski w 1889[82]. Na zadaszeniu ambony widnieją dwie figury aniołków[82]. Fundatorem wykonanych w 1897 schodów do ambony był Józef Nowak, który opłacił także istniejącą tuż obok drewnianą ławkę-stallę[82]. Analogiczna stalla istniała po drugiej (prawej) stronie przy wejściu do zakrystii, zaś w 1977 obie ławki zostały przeniesiony do kaplicy św. Franciszka[83]. Pierwotnie pod amboną istniało osiem ławek (wykonawca: Dutkiewicz w 1897) oraz szesnaście w nawie głównej (wykonawca Michał Car w 1939)[83]. W 1976 usunięto tynk z wieży kościoła, w 1977 górną część tejże otynkowano na nowo, a dolną część wykonano z pozostawieniem kamienia[84]. W tym czasie w podobny sposób tzw. „dzikiego kamienia” wykonano elewację kościoła od strony rynku, żródło: