В XIII веке семья Виттельсбахов построила на месте будущего собора (в то время на окраине города) капеллу Девы Марии. Со временем капелла стала приходской церковью. Трёхнефная базилика в стиле поздней романики имела фасад с двумя симметричными башнями, нартексом на западе и хором на востоке. «Людвиг Баварец» из рода Виттельсбахов отремонтировал хор в готическом стиле и устроил там надгробие своей жены Беатрикс фон Шлезиен-Швейдниц, умершей в 1322 году. Там же он сам был похоронен в 1347 году. С тех пор церковь служила усыпальницей мюнхенской линии семьи Виттельсбахов[1].

Рост населения города требовал строительства новой церкви. Главным строителем был Йорг фон Хальсбах (Jörg von Halsbach; также: Йорг Хальспах или Йорг Гангхофер: Jörg Ganghofer), который в то же время, в 1470 году, строил старую мюнхенскую ратушу. Он выбрал простой тип кирпичного здания. Городской совет согласился по материальным причинам, поскольку поблизости не было каменных карьеров. 9 февраля 1468 года герцог Сигизмунд и епископ Тюльбек заложили камень в фундамент новой Мариенкирхе.

Строительство шло довольно быстро. Перекрытие было деревянным. Башни, кроме шпилей, были завершены в 1488 году. Таким образом, храм был закончен всего за двадцать лет, что было коротким сроком строительства по сравнению с возведением других больших церквей. Йорг фон Хальсбах умер вскоре после завершения работ и был похоронен в церкви.

В последующие века церковь постепенно перестраивали. Необычной формы купола башен появились в 1525 году. В 1620 году был добавлен монументальный главный алтарь работы фламандского скульптора Петра Кандида (Peter Candids), представляющий Вознесение Девы Марии. Кенотаф Людовика Баварского 1622 года из чёрного полированного известняка и бронзы, украшенный бронзовыми фигурами из нереализованной гробницы Альбрехта V, несколько раз в истории переносили с места на место. Постепенно, в XVII—XVIII веках, все алтари были украшены новыми картинами и запрестольными образами. В 1770—1772 году Игнац Гюнтер сделал новые дверные створки и рельефы хора. Наконец, в 1780 году была добавлена кафедра Романа Антона Бооса.

В ходе секуляризации Баварии в 1802—1803 годах монастырь при церкви был упразднён, а часть убранства уничтожена или конфискована баварским государством. Однако при последующей реорганизации церковного управления резиденцией архиепископа стал Мюнхен, и с тех пор Фрауэнкирхе, построенная как приходская церковь, стала собором. В соборе могли разместиться до 20 000 прихожан, в то время как на момент окончания строительства население Мюнхена составляло всего 13 000 человек. В наше время скамьи прихожан вмещают около 4000 человек.

C 1858 по 1868 год архитектором Матиасом Бергером проводилась реконструкция интерьера храма в стиле неоготики, была удалена большая часть прежней мебели эпохи Возрождения и барокко. Были заменены алтари и кафедра. Это соответствовало европейской практике церковного строительства XIX века, на которую повлияли идеи Эжена Виолле-ле-Дюка.

Во время Второй мировой войны Фрауэнкирхе сильно пострадала от воздушных налетов с 1943 по 1945 год, свод нефа частично обрушился, некоторые помещения были полностью разрушены. После окончания войны при расчистке храма неоготическую мебель распилили и убрали. Церковь была снова перестроена в 1948—1955 годах «в неукрашенном виде». От первоначального убранства сохранились только витражи хора, отдельные картины и скульптуры, которые были дополнены другими предметами, доставленными из Епархиального музея во Фрайзинге. После тщательной реставрации с 1989 по 1994 год внутреннее убранство церкви богаче, чем в первые послевоенные десятилетия[2].

С собором связывают много легенд. По одной из них архитектор заключил сделку с дьяволом, чтобы тот поспособствовал постройке столь большого здания. Дьявол согласился при условии, что в церкви не будет окон. И действительно, с одного места колонны скрывают оконные проёмы. Когда дьявол вошёл ему не было видно окон и он топнул ногой от удовольствия. Но когда он сделал шаг вперёд, появилось множество окон, и он должен был понять, что ошибся. Поэтому посреди нефа есть «ступенька дьявола»: след от удара ноги[3]. В алтаре церкви захоронен баварский архитектор Йозеф Эффнер.