Kościół ma piękną historię. W 1395 roku wzniesiono go z fundacji świętej Jadwigi Andegaweńskiej i Władysława II Jagiełły, ale legenda mówi, że jego budowę w XI wieku rozpoczął Władysław I Herman jako wotum za cudowne uzdrowienie. W 1397 roku świątynię przejęli Karmelici Trzewiczkowi. W XVI wieku gotycki kościół został uszkodzony w czasie oblężenia miasta. Choć został później odbudowany, nie ominęły go kolejne zniszczenia w czasie najazdu szwedzkiego. Odnowiono go w XVII wieku i przetrwał do dziś. Do kościoła od strony północnej przylega barokowy klasztor z XVII wieku, nadbudowany w wieku XX o dwa piętra. W krużgankach widać freski z XVIII wieku przedstawiające dzieje kościoła i cudownego obrazu. Elewacja bazyliki wzorowana jest na fasadzie rzymskiego kościoła Il Gesù. Uwagę zwraca barokowy ołtarz główny z XVIII wieku z dekoracją snycerską oraz stalle z XVII – XVIII wieku.

Przylegającą do kościoła kaplicę Matki Boskiej Piaskowej, projektu Giovanniego Trevano, kryje kopuła z latarnią z posągiem Madonny z XVII wieku. Kaplica stanowi typ centralnej kaplicy kopułowej stworzonej na początku XVI wieku przez Bartłomieja Berrecciego w dwóch kaplicach wawelskich (Zygmuntowskiej, biskupa Tomickiego) i stanowiącej jeden z podstawowych typów architektury sakralnej w Polsce. Na tle polskich kaplic kopułowych, kaplica Piaskowa jest wyjątkowa – przewyższa wszystkie rozmiarem i wyróżnia się oryginalnością koncepcji architektonicznej. Również jej projektant, Giovanni Trevano, to postać nietuzinkowa – jeden z najwybitniejszych architektów swoich czasów realizujący wybitne projekty, między innymi kaplicę świętego Stanisława w katedrze krakowskiej, kaplicę świętego Kazimierza przy katedrze wileńskiej, zamek w Ujazdowie, pałac biskupów krakowskich w Kielcach.

Wizerunek Matki Boskiej Piaskowej zwanej Panią Krakowa w XV wieku namalował nieznany zakonnik, który według legendy przerwał rozpoczęte dzieło udając się na modlitwę, a po powrocie zobaczył że obraz został cudownie ukończony. Obraz przetrwał nietknięty w czasie oblężenia miasta w 1587 roku, nie spłonął również w czasie pożaru kościoła w 1655 roku, przed nim modlił się Jan III Sobieski w 1683 roku przed wyprawą pod Wiedeń, a w dwusetną rocznicę zwycięstwa pod Wiedniem nałożono na niego korony projektu Jana Matejki. Badania konserwatorskie dowodzą, że widoczna dzisiaj Matka Boska z Dzieciątkiem adorowana przez aniołów była niegdyś częścią bardziej rozbudowanej kompozycji.

Przy kościele znajduje się Golgota z rzeźbami z XVIII wieku. Z kolei na ścianie świątyni od ulicy Garbarskiej cios kamienny z odciskiem tak zwanej stopki królowej Jadwigi. Legenda głosi, że królowa, która często nawiedzała świątynie w trakcie budowy, wzruszona niedolą jednego z budowlańców, postawiła stopę na kamieniu i odpięła z bucika złotą klamrę. Robotnicy ze zdziwieniem zauważyli, że w kamieniu został odciśnięty ślad jej stopy.

Główna uroczystość ku czci Maryi przypada tu 16 lipca w święto Matki Bożej Szkaplerznej.