L'église a été construite entre les XVIe et XVIIIe siècles dans le style baroque andin.

Les étapes de son histoire comprennent :

En 1548, le couvent de San Francisco est fondé le long de la rivière Choqueyapu par Fray Francisco de Morales ; En août 1549, la construction de la première église de San Francisco commence et s'achève en 1581 ; Entre 1608 et 1612, la première église s'effondre à la suite d'une chute de neige d'une ampleur considérable ; Entre 1743 et 1744, la construction de l'église actuelle commence ; En 1753, le toit et le dôme de l'église sont terminés ; Le 23 avril 1758, elle est consacrée ; En 1790, la façade sculptée est terminée ; En 1885, la construction de sa tour unique commence ; En 1948, elle est déclarée basilique mineure ; Entre 1950 et 1960, le couvent est démoli et l'atrium est reconfiguré ; Entre 1965 et 2005, l'église et le couvent sont restaurés et une partie du couvent est transformée en musée.