Jest to pierwsza budowla architektury barokowej w Krakowie. Ufundowana została dla jezuitów przez króla Zygmunta III Wazę. Plan kościoła wykonał prawdopodobnie Giovanni de Rossis, plan ten był realizowany od 1597 roku - najpierw przez Józefa Britiusa, a następnie modyfikowany przez Giovanniego Marię Bernardoniego. Ostateczny kształt kościołowi nadał w latach 1605-1619 Giovanni Trevano i to on jest autorem fasady, kopuły i wystroju wnętrza.
Uroczystej konsekracji kościoła dokonano 8 lipca 1635 roku. W latach 1809-1815 świątynia służyła jako cerkiew prawosławna. Od 1842 roku służy Parafii Wszystkich Świętych. W roku 1960 kościół podniesiono do rangi bazyliki mniejszej.