Již v románské době stával na tomto místě kostelík zasvěcený svatému Jiří. V roce 1371 byl místo něj postaven gotický kostel. Zakladatelem kostela byl Petr ze Šternberka. Téhož roku přivedl Albert II. do Šternberka augustiniány lateránské kongregace, kteří začali budovat u kostela klášter.


Gotický kostel kostel i klášter velmi utrpěl v husitských bojích roku 1430. Později kostel dvakrát vyhořel, byl proto roku 1775 zbořen a započalo se se stavbou nynějšího kostela. Nový chrám byl stavebně dokončen v roce 1783 a probošt Ondřej Tempes jej 17.11. téhož roku posvětil. Kostel byl postaven ve slohu klasicistickém. Stavitelem byl brněnský architekt František Antonín Grimm, přední osobnost soudobé architektonické tvorby v moravském prostředí. V 18. století císař Josef II. zrušil augustiniány ve Šternberku a kostel se stává farním.


Až teprve roku 1798 se odhodlává farář Josef Babor k vybudování hlavního oltáře. Přizval k této práci sochaře Ondřeje Schweigla. Ten zde v roce 1803 instaloval hlavní oltář a kazatelnu a další rok boční oltáře svatého kříže a Poslední večeři. V následujících letech další boční oltáře sv. Jana Nepomuckého a sv. Augustina. Autorem obrazů na těchto oltářích je malíř Josef Winterhalder. Hlavní oltářní obraz je dílem šternberského malíře Josefa Dickla. Obrazy na posledních dvou bočních oltářích sv. Josefa a sv. Floriána maloval vídeňský malíř Leopold Kupel Wieser.


Ve šternberské kapli je obnovena vzácná stropní malba Kryštofa Handkeho, zachycující historii Šternberka. Chrámový prostor je jednolodní, mohutná klenba je vyzdobena nástropní malbou od moravského malíře Antonína Sebastiniho Šebesty z Prostějova.


Kostel je 65 m dlouhý, výška chrámové lodi je 30 m. Věže jsou vysoké 60 m. Z gotické stavby se zachovala část křížové chodby, která spojuje kostel s klášterem. V našem století kostel značně utrpěl. V roce 1927 shořely barokní varhany. Nahrazeny byly roku 1930 nynějšími varhanami. Břidlicová střecha značně chátrala a tím trpěla stropní výmalba. V roce 1969 bylo započato s obnovou střechy, byla pokryta novou břidlicovou krytinou. Náklad činil 2 miliony korun. V roce 1979 byla dokončena oprava fasády kostela.

Vzácnou památkou šternberského kostela je tzv. Šternberská madona, kamenná socha z konce 14. st., patřící do okruhu krásných madon. Socha je typickým představitelem vytříbené formy krásného slohu se všemi jeho charakteristickými rysy, jako je ladné esovité prohnutí postav a bohatá drapérie řasení oděvu s náročným propracováním záhybů.Gotická Šternberská madona je aktuálně zapůjčena a vystavena v Arcidiecézním muzeu v Olomouci.