Sin duda es esta la construcción más antigua que existe en la ciudad de Pachuca, su construcción debió iniciar meses antes de 1596, aunque es este el año en que oficialmente comenzó. Su edificación fue concebida y dirigida en principio por fray Francisco de Torantos y fue concluida en 1660 por Victoriano Sanz, quien también fue el autor de su hermosa sacristía.
Las obras fueron financiadas por los feligreses y 18 mil pesos que donó doña Beatriz de Miranda. En 1732, fue erigido como Colegio de Propaganda Fide —colegio formador de misioneros—, entonces dependiente de la provincia de San Diego, de la que logró su autonomía en 1772. Hacia mediados de 1861 sus moradores fueron expulsados definitivamente, aunque un grupo logró, a finales del siglo XIX, reabrir el templo al culto, pues sus antiguas instalaciones fueron expropiadas. Desde principios del siglo XX es considerado como parroquia de la ciudad de Pachuca.
En esta panorámica que capta el sur de la ciudad de Pachuca puede observarse la enorme extensión que abarcaban el atrio, los cuatro claustros, las huertas y demás instalaciones del Colegio de Propaganda Fide de Pachuca, en cuyos terrenos se ubicaron lo que hoy es el parque Hidalgo, la cárcel del estado —actualmente sede de las instalaciones de la Fototeca Nacional y la delegación del Instituto Nacional de Antropología e Historia—, el Cuartel Militar Gabriel Hernández —actual Cuartel del Arte—, la Escuela de Artes y el cine San Francisco, además de fraccionamientos habitacionales y otras construcciones particulares extendidas en un amplio espacio de la ciudad.
El 10 de enero de 1924, durante la toma de la ciudad a cargo de las fuerzas del general Marcial Cavazos, el gobernador Azuara se parapetó en el Cuartel Gabriel Hernández —hoy Cuartel del Arte— lo que propició que el templo franciscano quedara en el ojo de la lucha y que una bomba estallara debajo del campanario, destruyendo una pequeña espadaña, así como daños severos al templo, como puede apreciarse en esta fotografía tomada un día después de la batalla.