Kyrkan uppfördes 1672-1689 under ledning av Mathias Spieler och fick karaktären av korskyrka. Kupolen tillkom dock så sent som 1810. Sitt nuvarande utseende fick kyrkan efter en restaurering på 1950-talet under ledning av professor Erik Lundberg. Jacob Elbfass stora porträtt av Gustaf II Adolf i västra korsarmen hör till kyrkans värdefullaste inventarier.
Kungsholmens kyrka ligger på hörnet Hantverkargatan-Parkmätargatan, nära Stadshuset. T-bana Rådhuset.