Die Baugeschichte
Die Bauausführung lag wohl in den Händen des Hofbaupoliers Pietro Valnegro. De Pomis wurde wahrscheinlich im Jahre 1569 in Lodi bei Mailand geboren und erfuhr seine Ausbildung u. a. in Venedig im Umkreis des Malers Jacopo Tintorettos. Nach seiner Tätigkeit als Hofkammermaler für Erzherzog Ferdinand von Tirol stand er ab etwa 1597 in derselben Funktion in Diensten Erzherzog Ferdinands III. Mit diesem unternahm er Reisen nach Madrid, Loreto und Rom. De Pomis war nicht nur als Maler tätig, sondern entwarf auch Pläne für verschiedene Bauten. Sein berühmtestes Werk ist das Mausoleum für Kaiser Ferdinand II. neben dem Grazer Dom, dessen Innenausstattung übrigens später ein berühmter Sohn der Stadt, der Architekt Johann Bernhard Fischer von Erlach, übernahm. De Pomis verstarb 1633 in Graz und wurde in Mariahilf beigesetzt.
Die gleichzeitig mit dem Kirchenbau 1607 begonnenen dreigeschossigen Klostergebäude gruppieren sich um zwei Höfe: den südlich der Kirche errichteten quadratischen Kreuzgang mit toskanischen Säulenarkaden sowie einen westlich an diesen anschließenden Hof. Sie entstanden vermutlich ebenso nach Plänen von Giovanni Pietro de Pomis, die Bauausführung lag wohl auch hier in den Händen von Pietro Valnegro. Die schlichte Anlage dürfte 1636 vollendet gewesen sein. Bauarbeiten durch Isidor Carlone sind für 1681/82 bezeugt. 1716 fand ein Neubau von Wohnräumen statt. Beschädigungen des Zweiten Weltkrieges wurden 1949/50 beseitigt.
Der ursprüngliche frühbarocke Kirchenbau besaß zunächst eine turmlose Fassade, die de Pomis nach dem Vorbild venezianischer Kirchenfronten im Stile Palladios entworfen hatte und die in einer Flucht mit dem östlichen Kreuzgangtrakt errichtet war. An das Langhaus schloss sich nach Westen ein kuppelüberwölbter Zentralraum an. Dieser Bau wurde in der Folgezeit mehrfach verändert. In den Jahren 1742–44 ersetzte Joseph Hueber (*1715; †1787) die ursprüngliche Fassade durch die heute noch erhaltene Doppelturmfassade, 1760 verlängerte er die Seitenschiffe um ein Joch nach Westen. Der aus Wien stammende Hueber war 1739 nach Graz gekommen und zu einem der meistgefragten Baumeister avanciert. Ab 1752 hatte er die Position eines Hofbaumeisters inne, 1764 wurde er Admonter Stiftsbaumeister. Als sein Hauptwerk gilt die Wallfahrtskirche auf dem Weizberg nordöstlich von Graz.
Die Kuppel über dem Altarraum und die reiche Stuckausstattung wurden während einer Renovierung im Jahre 1769 entfernt. Im Anschluss daran erhielt die Kirche eine neue Dekoration mit Fresken des aus Tirol stammenden Hofmalers Joseph Adam Ritter von Mölk (*um 1714; †1794). Aber auch dieses Kleid behielt die Kirche nur etwas über ein Jahrhundert, denn anlässlich einer Renovierung 1881 nach Plänen des Architekten Robert Mikovics (*1852; †1894) wurde die barocke Ausgestaltung entfernt und durch den heute noch erhaltenen, schlichten Zierrat ersetzt. Die ebenfalls in dieser Ausstattungsphase entstandenen Deckenbilder in Secco-Technik stammen von Heinrich Schwach (*1829; †1902).
Am 21. Jänner 2007 riss eine Sturmböe den Strahlenkranz von der Zwiebelhaube des Nordturmes herab. Bei dessen Sturz auf den Mariahilferplatz kam glücklicherweise niemand zu Schaden. Die Türme wurden daraufhin mitsamt der Fassade einer Generalsanierung unterzogen.