La iglesia fue creada a iniciativa del obispo de Vitoria-Gasteiz en 1887, en terrenos cedidos por la familia Zabalburu al Obispado. Las obras se llevaron a cabo entre 1890 y 1896 bajo planos del arquitecto Luis de Landecho, con las torres diseñadas por Manuel María Smith.
La iglesia tiene una longitud de 25 metros, tres naves con crucero y ábside poligonal, muros labrados en sillería arenisca vista al exterior, y estucada en colores verde, oro y burdeos por el interior. Las torres, diseñadas por Manuel María Smith, se terminaron en 1909 y aumentan la verticalidad del templo.
La iglesia cuenta con altares, capillas, criptas, mosaicos, esculturas y obras de arte de diversos artistas. Destacan el mosaico veneciano de la muerte de San Francisco, el altar de mármol rojo de Ereño, las esculturas de San Francisco de Asís y el Sagrado Corazón de María, entre otros.
La construcción de la iglesia fue posible gracias a la donación de Francisco de Zabalburu, el Ayuntamiento de Bilbao, la familia Zabalburu, Pilar Mazarredo, los condes de Heredia-Spínola, y Casilda Durañona, entre otros.
Entre las capillas destacadas se encuentran la del Comulgatorio, la del Santísimo Sacramento, y la capilla con el Cristo de la Buena Muerte. Estas capillas presentan elementos decorativos neogóticos y neorrománicos, así como obras de arte de diversos artistas.