W 1459 roku Hincza z Rogowa wybudował drewniany kościół pw. św. Agnieszki dla zakonnic reguły św. Franciszka z Asyżu. W 1558 roku, po trzech pożarach, wzniesiono gotycką konstrukcję murowaną z kamienia i cegły. Od 1561 roku kościół znalazł się pod opieką bernardynek. W 1655 roku podczas potopu szwedzkiego kościół kolejny raz spłonął, ale już w 1658 roku był odbudowany, tym razem w stylu barokowym. Do 1788 roku świątynia była pod opieką bernardynek, które następnie przeniosły się do kościoła św. Józefa w Krakowie. Po III rozbiorze, w 1795 roku, w wyniku decyzji austriackich władz kościół został zamieniony na magazyn. W 1874 roku kolejny pożar spowodował częściowe zniszczenie obiektu. W roku 1900 został sprzedany i zamieniony na skład złomu. Po odzyskaniu niepodległości w 1923 roku powołano ogólnoobywatelski „Komitet wykupu kościoła św. Agnieszki”, który w 1926 roku wykupił kościół z rąk prywatnych za 70 tysięcy złotych. W 1929 roku komitet ten przekazał obiekt do Skarbu Państwa z przeznaczeniem na kościół garnizonowy. Prace renowacyjne trwały do 1932 roku (wykonano wtedy m.in neobarokowy portal i posągi autorstwa projektanta odbudowy - Carla Celano). W czasie II wojny światowej świątynia należała do ewangelików, po wojnie ponownie została kościołem garnizonowym. Organy i chór muzyczny powstały wg projektu Adolfa Szyszko-Bohusza. Ołtarz posiada oryginalny obraz św. Agnieszki z XVII wieku, który stanowił dawne wyposażenie kościoła. Wnętrze świątyni ozdobione jest różnymi elementami i pamiątkami symbolizującymi wojsko (np. śmigła samolotu, tablice pamiątkowe).