Pierwszy kościół powstał z fundacji króla Zygmunta III Wazy jako sanktuarium dziękczynne za zdobycie Smoleńska 13 czerwca 1611. Data tego wydarzenia łączyła się z wyborem patrona kościoła w osobie Antoniego z Padwy. Budowę świątyni (początkowo drewnianej)[6] zainicjowano w obecności monarchy 4 października 1623. Została ona powierzona zakonowi franciszkanów reformatów, sprowadzonych przez króla w 1623. Nową świątynię konsekrował 13 sierpnia 1635 wrocławski biskup Jan Baltazar Liesch. Powstała na niezabudowanym w tamtym czasie przedmieściu Warszawy[7].
W 1657 podczas potopu szwedzkiego klasztor wraz z kościołem uległ całkowitemu zniszczeniu dokonanemu przez wojska sprzymierzonego ze Szwedami Jerzego Rakoczego.
Świątynię często odwiedzał król Jan III Sobieski. W latach 1734–1735 z woli króla Augusta III Sasa po prawej stronie prezbiterium wybudowano lożę dla niego i małżonki (para królewska zamieszkiwała pobliski pałac); z ich fundacji wzniesiono też (1756) ołtarz św. Józefa. W latach 1757–1781 powstała kaplica Matki Boskiej. W 1770 kościół oddzielono od ulicy klasycystycznym ogrodzeniem, a w 1792 roku do krużganka dobudowano prostopadłe boczne ramiona według projektu Hilarego Szpilowskiego.
W 1766 we franciszkańskim klasztorze miał ukrywać się Giacomo Casanova, poszukiwany po pojedynku przez stronnictwo Branickich[8]. W 1872 poddano remontowi budowlę, którą wcześniej (1813) naruszyła katastrofa sklepienia. W 1850 w tympanoniefrontonu umieszczono obraz Matki Boskiej, a w 1851 ustawiono przed kościołem jej figurę (Niepokalanego Poczęcia) wykonaną przez Antoniego Messinga.
W 1866 roku została erygowana parafia. W 1867, w związku z kasatą zakonu oo. franciszkanów w ramach represji po powstaniu styczniowym, kościół przejęli księża diecezjalni. W następnych latach ołtarz główny przesunięto do ściany prezbiterium, zlikwidowano chór i zakrystię.
W 1895 roku zbudowano kaplicę Świętej Rodziny z ołtarzem wykonanym przez Wincentego Bogaczyka. W 1907 dobudowano kaplicę Najświętszego Serca Jezusowego.
Jednym z wikariuszy na początku XX wieku był błogosławiony ks. Michał Woźniak[9].
Spalony kościół uległ znacznym zniszczeniom przez działania wojsk niemieckich podczas walk powstańczych w 1944 roku. Przez jego teren przebijała się ze Starego Miasta do Śródmieścia część kompanii „Rudy” z batalionu „Zośka” pod dowództwem hm. ppor. Andrzeja Romockiego ps. „Morro”[10]. W opuszczonym przez Niemców budynku, w kaplicy Najświętszego Serca Jezusowego, znaleziono wtedy zwłoki 30 rozstrzelanych osób oraz kilkadziesiąt ciał oblanych benzyną i częściowo spalonych[11]. W czasie powstania szczególnie ucierpiały ołtarz główny i ołtarze boczne, ambona i organy; ocalały kaplica Świętej Rodziny i krata oraz część sztukaterii przy sklepieniach kaplic.
Świątynię odbudowano w latach 1950–1956 według projektu Karola Szymańskiego. Ołtarz główny został konsekrowany przez kardynała Stefana Wyszyńskiego 18 stycznia 1969 roku.
1 lipca 1949 kościół i parafia zostały ponownie przekazane zakonowi franciszkanów reformatów.
W kulturze masowej
Wykorzystane w kinematografii krużganki kościoła posłużyły jako niekonwencjonalne tło scen plenerowych, m.in. w filmach Akcja pod Arsenałem (1977)[12], Jack Strong (2014)[13].
↑Grzegorz Kalwarczyk: Przewodnik po parafiach i kościołach Archidiecezji Warszawskiej. Tom 2. Parafie warszawskie. Warszawa: Oficyna Wydawniczo-Poligraficzna „Adam”, 2015, s. 191. ISBN 978-83-7821-118-1.
↑Piotr Rozwadowski (red. nauk.): Wielka Ilustrowana Encyklopedia Powstania Warszawskiego. Tom 1. Warszawa: Dom Wydawniczy Bellona i Fundacja „Warszawa Walczy 1939–1945”, 2005, s. 24–25. ISBN 83-11-10124-8.