Pierwsi dominikanie przybyli do Krakowa w 1222 roku z inicjatywy biskupa Iwo Odrowąża. Myśl dominikańską przywieźli do Polski jego bratankowie - Jacek i Czesław Odrowążowie, których wysłał w tym celu do założyciela zakonu, Dominika de Guzmán. Czesław osiadł we Wrocławiu, Jacek, późniejszy święty, zapoczątkował działalność dominikanów w Krakowie. Biskup przeznaczył dla nich romański kościół św. Trójcy, prawdopodobnie pierwszy kościół parafialny przedlokacyjnego Krakowa. Począwszy od drugiej połowy XIII wieku, aż do końca lat 30. XIV wieku trwała budowa nowej, murowanej z cegły, halowej świątyni. Po pożarze (1462 r.) podwyższono główną nawę kościoła. Dodano też schodkowe szczyty wieńczące jego fasady. Jednak od strony Plant wciąż pozostał ślad po dawnym kościele - fragment fryzu arkadkowego pokazuje dawną wysokość świątyni. Do końca XV w. do naw i prezbiterium dostawiono rząd kaplic. Dostojny i bogaty wizerunek świątyni podkreśliły jeszcze dobudowane w XVII w. cztery nakryte kopułami kaplice: Zbaraskich i św. Jacka od północy, a od południa - Myszkowskich i Lubomirskich.

Podczas wielkiego, tragicznego w skutkach pożaru miasta w lipcu 1850 r. kościół poniósł niepowetowane straty: spłonęło wnętrze, runęło niemal całe sklepienie. Po odbudowie kościół otrzymał wewnątrz neogotycki wystrój. Dodano także stylizowaną kruchtę, zaprojektowaną przez ówczesnego proboszcza świątyni, która powstała w miejsce wypalonej dzwonnicy. Budziła ona w swoim czasie wielkie kontrowersje. Warto tam wejść, by zobaczyć piękny, zdobiony roślinną ornamentyką XIV-wieczny gotycki portal wejściowy.

Wśród oryginalnych elementów dawnego wnętrza wyróżniają się m.in. kamienna płyta epitafijna księcia krakowskiego Leszka Czarnego (zm. ok. 1288 r.) oraz odlana w brązie płyta nagrobna humanisty Filipa Kallimacha (nauczyciela synów króla Kazimierza Jagiellończyka) zaprojektowana przez Wita Stwosza.

Spośród kaplic, w większości ocalałych z pożaru, wymieńmy: wczesnobarokową Zbaraskich (1627-1633), z marmurowym ołtarzem i alabastrowymi nagrobkami oraz manierystyczną Myszkowskich (1603-1614), nakrytą kopułą ozdobioną wewnątrz kasetonami, z rzeźbionymi popiersiami członków rodu.

Chlubą kościoła jest późnorenesansowa kaplica św. Jacka, do której prowadzą marmurowe schody. Pośrodku stoi ołtarz, z podtrzymywanym przez anioły sarkofagiem, mieszczącym relikwie. Posąg św. Jacka i stiuki są autorstwa Baltazara Fontany, polichromię stworzył Karol Dankwart, a obrazy namalował Tomasz Dolabella.

Szczególnie godne uwagi są XIV-wieczne gotyckie krużganki, nakryte krzyżowo-żebrowym sklepieniem. Zebrano tam liczne tablice epitafijne, głownie z XVI i XVII wieku, pochodzące w dużej części z cmentarza przylegającego niegdyś do kościoła. Natomiast klasztorny skarbiec kryje m.in. gotycką alabastrową figurkę Matki Boskiej z Dzieciątkiem - tzw. Jackową - z początku XV wieku.