Se ubica en el centro de la ciudad, frente a la plaza principal. Es una singular obra arquitectónica íntegramente tallada en piedra, forma parte del Convento de su mismo nombre. Su construcción actual se inició a fines del siglo XVII. La iglesia presenta tres naves, una cúpula con vitrales y paredes de gran sobriedad en las que se encuentran, adosados, diversas hornacinas, retablos y altares tallados en madera.

Además de la iglesia se puede visitar el convento, el Museo de Arte Religioso con sus famosas catacumbas y el Santuario de la Virgen de los Dolores, patrona de la ciudad. Este último recinto religioso conserva en su interior las escenas de la última cena y el lavado de los pies tallados en un solo bloque de piedra.

La iglesia San Francisco fue edificada con las piedras labradas de la llamada "Casa de la Sierpe", propiedad del cacique de Cajamarca, Don Antonio Astopilco, y, también, con piedras del cerro Santa Apolonia. Se han descubierto bajo el altar mayor de la iglesia unas criptas en las que yacían los restos de numerosos miembros de la orden franciscana y miembros de la nobleza indígena.

Además de la iglesia se puede visitar el convento, el Museo de Arte Religioso con sus famosas catacumbas y el Santuario de la Virgen de los Dolores, patrona de la ciudad. Este último recinto religioso conserva en su interior las escenas de la última cena y el lavado de los pies tallados en un solo bloque de piedra.