Obraz Aleksandra Gryglewskiego, Wnętrze Kościoła Mariackiego w Krakowie, 1858

Według Jana Długosza pierwszy murowany kościół w stylu romańskim został ufundowany przez biskupa krakowskiego Iwona Odrowąża w latach 1221–1222 na miejscu pierwotnej drewnianej świątyni. Wkrótce jednak budowla została zniszczona podczas najazdów tatarskich na ziemie polskie.

W latach 1290–1300 wzniesiono, częściowo na poprzednich fundamentach, wczesnogotycki kościół halowy, który konsekrowano około lat 1320–1321. Prace jednak kontynuowane były jeszcze w trzeciej dekadzie czternastego stulecia.

W latach 1355–1365 dzięki fundacji Mikołaja Wierzynka (mieszczanina krakowskiego i stolnika sandomierskiego) wzniesiono obecne prezbiterium.

Z kolei w latach 1392–1397 polecono mistrzowi Mikołajowi Wernerowi lepsze doświetlenie kościoła. Budowniczy obniżył mury naw bocznych, a w murach magistralnych wprowadził duże otwory okienne. W ten sposób halowy układ świątyni zmienił się na bazylikowy.

W 1443 (lub 1442) roku miało miejsce silne trzęsienie ziemi, które spowodowało runięcie sklepienia świątyni.

W pierwszej połowie XV wieku dobudowano kaplice boczne. Większość z nich była dziełem mistrza Franciszka Wiechonia z Kleparza. W tym też czasie podwyższona została wieża północna, przystosowana do pełnienia funkcji strażnicy miejskiej. W 1478 roku cieśla Matias Heringkan pokrył wieżę hełmem. Na nim w 1666 roku umieszczono złoconą koronę.

W końcu XV wieku świątynia Mariacka wzbogaciła się o arcydzieło rzeźbiarskie późnego gotyku – Ołtarz Wielki – dzieło Wita Stwosza.

Na początku XVI polscy rajcy zaczęli domagać się spolszczenia tego kościoła, który należał do gminy niemieckiej Krakowa. W opozycji do nich stanęli niemieccy burmistrzowie miasta Cipsar, Morsztyn, Ajchler i Szyling, którzy bronili swego stanu posiadania. W spór wdał się również sejm, który w 1537 roku i pod naciskiem szlachty uznał edyktem króla Zygmunta I, żeby poranne nabożeństwa niemieckie ograniczyć do poobiednich[1].

W XVIII wieku na polecenie archiprezbitera Jacka Augustyna Łopackiego wnętrze gruntownie przerobiono w stylu późnego baroku. Autorem tych prac był Francesco Placidi. Wymieniono wtedy 26 ołtarzy, sprzęt, wyposażenie, ławy, obrazy, a ściany ozdobiono polichromią pędzla Andrzeja Radwańskiego. Z tego okresu pochodzi również późnobarokowa kruchta.

Na początku XIX wieku wskutek wprowadzenia austriackich przepisów sanitarnych i w ramach porządkowania miasta zlikwidowano przykościelny cmentarz. W ten sposób powstał plac Mariacki.

W latach 1887–1891 pod kierunkiem Tadeusza Stryjeńskiego, wprowadzono do wnętrza wystrój neogotycki. Świątynia zyskała nową polichromię projektu i pędzla Jana Matejki, z którym współpracowali: Stanisław Wyspiański i Józef Mehoffer – autorzy witraży w prezbiterium i nad organami głównymi.

Od początku lat 90. XX wieku prowadzone były kompleksowe prace restauracyjne, w wyniku których kościół odzyskał swój wspaniały blask. Ostatnim akcentem remontowym była wymiana pokrycia dachu w 2003 roku.

18 kwietnia 2010 roku w kościele Mariackim odbyła się uroczystość pogrzebowa tragicznie zmarłego prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego i jego żony Marii, których trumny następnie pochowano w jednej z krypt katedry na Wawelu.