A Várnegyed egyetlen jelenleg is működő katolikus temploma gazdag múltra tekinthet vissza. Plébániatemplomnak épült és rangjával mindig is kiemelkedett a budai templomok közül akár a középkor, akár a török hódoltság idején, majd később a barokk korszakban, végül a 19. század második felében koronázó templomként országos jelentőségre emelkedett. A templom ma általában Mátyás-templom néven ismert, ez a népszerű elnevezés azonban csak a 19. századból ered, miután a tornyon I. Mátyás király 1470-ben készült címerét megtalálták. Ezen romantikus névadás ellenére az egyház eredeti és ma is tisztelt védőszentje Szűz Mária, magyaros névadással a Boldogasszony.

Az egyház alapításának ideje egybeesik a város alapításával, 1255-ben egy királyi oklevél felépítendőnek mondja, míg 1269-ben egy másik királyi oklevélben már újonnan épültnek nevezik. Bár plébániatemplomnak készült, a város közössége mégsem gyakorolhatta felette teljesen jogait, mivel létrehozója, IV. Béla király az egyház kegyúri jogait - és evvel együtt a jövedelmek harmadát - a Nyulak szigetén (ma Margitsziget) épült dominikánus apácakolostornak adományozta, ahol szent életű leánya, Margit is lakott.

Az első templom már a mai állapottal közel azonos méretben épült ki, a főbejárattól kezdve a két pillérsorral tagolt három hajón át a tizenkétszög oldalaival záródó főszentélyig, illetve az egyenes záródású mellékszentélyekig a jelenlegi épület az eredeti alapokon emelkedik, néhol az eredeti falrészleteket is őrzi. Az eredeti épület azonban bazilikális szerkezetű volt, a diadalív előtt elhelyezett kereszthajóval, a nyugati homlokzaton toronypár emelkedett. (bár nem biztos, hogy mindkettő meg is épült teljesen).

A Boldogasszony-egyház az egész középkoron át a város német lakosságának plébániatemplomaként szolgált. Az alapítás idején a város lakosságának többsége német volt, természetes, hogy az ő közösségük rendelkezett a templommal. (A magyar lakosság egyébként saját kápolnákat hozott létre a plébánia keretein belül, a Mária Magdolna és a Szent Péter mártír egyházakat.) Amikor a magyar lakosság a 14-15. század fordulóján mind számban, mind vagyonában megerősödött, és önálló plébániákat hozott létre, a Boldogasszony-templom maradt továbbra is a németek plébániája, amelyet azonban alapításának okán továbbra is főplébániának tekintettek. A város 15. század elején keletkezett Jogkönyve szerint a plébánost a város vezetői közt az első hely illette meg, megválasztása elvileg a városi tanács joga volt (a kegyúri jogot a 14. század közepén sikerült megszerezni a városnak a dominikánus apácáktól). A valóságban azonban a választásba a legtöbb esetben a király beleszólt az udvarában működő valamely klerikusnak juttatva a gazdag javadalmat és az előkelő címet. A plébános egyben a budai kerület esperesi tisztét is betöltötte, és 1497 óta, külön engedéllyel, főpapi jelvényeket is viselhetett. Mellette népes papság működött, káplánok és oltárigazgatók. 1435-ben egy peres irat öt káplánt és egy kórusmestert említett meg.

A templom jelentőségét növelte, hogy a királyi udvar is gyakran felkereste. Már a 14. század óta szokás volt, hogy az elhunyt királyt a Boldogasszony-templomban ravatalozták fel, mielőtt temetése megtörtént volna. Megemlíthetjük továbbá, hogy Mátyás király mindkét esküvőjét itt tartotta, vagy például, hogy 1444-ben Hunyadi János győzelmes balkáni hadjárata után itt függesztették ki a zsákmányolt zászlókat.

A templom épületét a 15. század elején jelentősen átépítették. A belsőt csarnoktérré formálták át, ezért megemelték az oldalfalakat és új, négyosztatú, mérműves ablakokat készítettek a déli oldalon. A mellékszentélyeket meghosszabbították, és egészen a főszentély záródásáig kiterjesztették. A templom déli oldalán új, díszes kaput készítettek, az ún. Mária-kaput, amely bár töredékesen, de ránk maradt, egyedülálló emléke a budai épületszobrászatnak. Az építkezés zárultával új kápolnákat illesztettek a templom oldalához, északon a Garai bárói család, délen pedig Johann Ellenpeck budai polgár sírkápolnáját. Mindkettő 1433-ra már készen állott.

Mintegy generációnyi szünet után Mátyás király továbbfolytatta az építkezéseket. A templom déli oldalához a 4. és 6. pillér között toldalékot készítettek, feltehetően királyi oratorium céljára. Ekkor fogtak hozzá az 1384-ben leomlott déli torony újjáépítéséhez is, és az északi torony építését is megkezdték. Mátyás király 1470-ben címerét helyeztette el a déli tornyon.

Az oszmán hódítás véget vetett a középkori plébániatemplom fénykorának. 1541-ben a várost elfoglaló II. Szulejmán parancsára a templom belsejét megtisztították az oltároktól és padoktól, majd a szultán itt mondta el pénteki imáját ezzel is nyilvánvalóvá téve hódítását. A mohamedán imahellyé lett épületet ezután Büjük (Nagy), vagy Eszki (Régi), illetve Szulejmán khán dzsámi néven nevezték. A törökök egyébként azon kívül, hogy a belső berendezést és díszítést elpusztították, nem sokat változtattak magán az épületen, csupán az idővel megsérült gótikus ablakokat építették át saját ízlésüknek megfelelően.

Szerencsés módon vészelte át a templom a török kor háborúit. Fekvésének köszönhetően az egyetlen keresztény templom volt, amely viszonylagos épségben érte meg a város visszafoglalását 1686-ban. Először az ostromló csapatokkal érkező ferencesek költöztek falai közé, akik 1687-ben királyi rendeletre átadták azt a jezsuita rendnek. A város újjászülető katolikus hitéletére nagy hatást gyakorló jezsuiták a király és Széchenyi György esztergomi érsek támogatásával hamarosan rendbe hozták az épületet, és a templombelsőt idővel gazdag barokk berendezéssel szerelték fel. A templom északi oldalához közvetlenül rendházukat illesztették, míg a déli oldalhoz az általuk vezetett papneveldét csatolták, alapvetően megváltoztatva ezzel az épület környezetét. Az újjáépítést súlyosan érintette az 1723-ban bekövetkezett tűzvész, amely a török kor ostromainál is súlyosabb pusztulást okozott, a nyugati homlokzat jelentős része beomlott magával rántva a boltozat egy részét is.

A jezsuita rend feloszlatása (1773) után újra a városi tanács gyakorolta a kegyúri jogokat a plébániatemplom felett 1778 óta. Ez időben veszett el a középkori templom egyházi felszerelése, amelyet a török elől Pozsonyba menekítettek, majd 1712-ben visszahoztak Budára, végül 1785-ben II. József császár rendeletére elárvereztek.

A 19. században a nemzeti érzelmű gondolkodás erősödésével a nemzeti történelmi emlékekre is egyre több figyelem irányult, a budavári plébániatemplom, lévén a város egyetlen középkori eredetű egyházi emléke, különösen ezek közé számított. Nem véletlen, hogy az 1867-es osztrák-magyar kiegyezés tényét megpecsételendő a Nagyboldogasszony-templomban koronázták fényes külsőségek között magyar királlyá I. Ferenc József császárt és feleségét, Erzsébet királynét.

A fényes ünnepségek lezajlása után derült fény a templom egyre romló műszaki állapotára, amely sürgős beavatkozást tett szükségessé. A helyreállításra szóló megbízást Schulek Frigyes építész nyerte el, aki a historizmus szellemében újította meg az épületet (1874-1896). Schulek miután pontosan felmérte a templomot, legértékesebbnek a legrégebbi, már csak nyomokban fellelhető 13. századi emlékeket ítélte. Ezt a legelső építési fázist igyekezett újjáépítésében érvényre juttatni, ezért, hogy a kívánt hatást elérje, saját tervei szerint egészítette ki az épületet. Késő középkori épületrészeket éppúgy elbontatott, mint a török és barokk korszak kiegészítéseit. Az eredeti faragott kövek többségét is kiemeltette és újrafaragtatta. Schulek építkezése olyan mértékben formálta át a középkorból ránk maradt épületet, hogy az mai formájában már 19. század végi alkotásnak tekinthető.

Az épület bejárata a déli kapu előcsarnokán keresztül vezet a templombelsőbe. Az itt látható Mária-kapu, amely timpanonjában Mária elszenderedését ábrázolja, a templomban megőrzött kevés eredeti, középkori emlék egyike, a 15. század elejéről származik. A templom nyugati főkapuját csak nagyobb egyházi vagy kulturális események alkalmából szokták megnyitni. Ez a kapu a 13. századi főkapu eredeti elemei után készült másolat. A főbejárat fölött látható rózsaablak ugyancsak az első templom eredeti ablakának rekonstrukciója. A déli oldalon magasodó ún. Mátyás-torony a templom legjellegzetesebb, az egész városból jól látható része, amelynek törzse a Mátyás király által építtetett eredeti torony helyreállított mása, kőcsipkés toronysisakja Schulek invencióját dicséri. Az északi oldalon lévő kisebb, ún. Béla-torony ugyancsak Schulek alkotása, négyfiatornyos, zömök sisakját színes mázas cserepek fedik. A templomba lépve, a lépcső melletti falon látható Mátyás király címere, amely eredetileg az általa építtetett déli tornyot díszítette, és amely a templom mai népszerű nevének névadójául szolgál. A déli torony alatti kis középkori eredetű Lorettói kápolnában egy 17. század végén készült Madonna-szobrot őriznek. Ez a műalkotás alkalmasint annak a középkori Madonna-ábrázolásnak a pótlására készült, amely a hagyomány szerint a török világ utolsó idejében a mecsetté alakított templomban egy földrengés alakalmával elfalazása leomlása révén láthatóvá lett, ezáltal jövendölve meg a keresztény fegyverek sikerét. A templombelső tere ma a 13. századi templom alapján emelkedik, amelyhez az északi oldalon egy 19. század végi kápolnasor járul. A négy boltszakaszra tagolódó hajót két egyenes záródású oldalszentély és a széles, a tizennégyszög oldalaival záródó főszentély zárja le. A falakat Székely Bertalannak és Lotz Károlynak a középkori falfestés-maradványokat is felhasználó, gazdag ornamentikájú festményei díszítik, szintén ők tervezték a színes üvegablakokat is. A román és gótikus elemekből komponált oltárokat Schulek Frigyes tervezte. A hajó oldalához illeszkedő kápolnasorban a főbejárattól balra az első a Szent Imre kápolna, amelynek Szent Imre életét ábrázoló oltárképét Zichy Mihály festette. A következő oldalkápolnában helyezték el III. Béla király és felesége, Antiochiai Anna királyné földi maradványait, amelyeket a székesfehérvári királyi bazilika romjai között végzett ásatások során tártak fel 1848-ban. A következő helyiség a sekrestye, majd a Szent István kápolna és a királyi oratórium következik. Az északi mellékszentélyben Szent László király Győrben őrzött fejereklye-tartójának másolatát láthatjuk az oltár felett. A déli mellékszentélyben találjuk a lejáratot, amely az altemplomba, illetve ezen keresztül a templom egyházművészeti kiállításának helyiségeibe vezet. Az itt található, 13. századi eredeti nyomán készült oldalkapun keresztül hagyhatjuk el ismét a templomot.

A Millennium évében újraszentelt Koronázó Főtemplom a későbbiekben csupán egyszer válhatott koronázás színhelyévé. 1916-ban az utolsó magyar királyt, IV. Károlyt és feleségét, Zita királynét koronázták meg falai között. Az épületet 1936-1944 között Schulek János restaurálta. Az újonnan felújított épület azonban súlyos sérüléseket szenvedett Budapest 1944-1945-ös ostromában: tetőzete leégett, a déli boltozatok részben leomlottak. A templom külseje 1954-1964 között, belső terei 1964-1970 között újultak meg Borsos László és Zádor Mihály irányításával. A látogatás ma belépti díj mellett lehetséges turisták számára és egyben megtekinthető a templom Egyházművészeti Gyűjteménye is, amely értékes felszerelési tárgyakat, miseruhákat és a koronázásokhoz kötődő emlékeket tár elénk. A templom eredeti középkori kőfaragványai a Budapesti Történeti Múzeum várostörténeti kiállításán láthatók.