A Igreja foi construída em terreno doado pelos frades franciscanos do CONVENTO SANTO ANTONIO e forma com este um dos mais importantes conjuntos representativos da arquitetura colonial, no centro do Rio de Janeiro, então capital do "Vice-Reino do Brasil, Portugal e Algarves".
É considerada a expressão máxima do luixo e da dramaticidade que são a marca da arte dos Séculos XVII e XVIII.
O que torna a Igreja de São Francisco da Penitência uma preciosidade é o seu pioneirismo.
A construção iniciada em 1657, pela sua sofisticação e de suas imagens, foge do padrão brasileiro da época e, mesmo em relação a Portugal, é uma igreja precoce.
Em 1738 ficou pronta a Capela-Mór, com toda a ornamentação interna revestida de talha dourada.
No plano superior do altar-mor destaca-se a deslumbrante imagem da impressão das chagas em São Francisco. Na sua visão, Cristo apareceu como um anjo, com seis asas, sobre grandes raios dourados.
A maioria das obras-de-arte é assinada por três dos mais importantes artistas portugueses da época :
o entalhador MANUEL DE BRITO,
o mestre-escultor FRANCISCO XAVIET DE BRITO (que depois influenciaria o trabalho de Aleijadinho em Minas Gerais )
e o pintor CAETANO DA COSTA COELHO.
Com sérias infiltrações que comprometiam todos os seus elementos artísticos, infestada por cupins, apresentando sujidades que escondiam o douramento e a beleza dos trabalhos e em processo de ruína, esteve 12 anos fechada.
O BNDES patrocinou o restauro, onde o trabalho de recuperação foi executado pela "Fazendo Arte Empreendimentos Culturais", em parceria com arquitetos do IPHAN.
A primeira etapa do projeto levou 2 anos e envolveu uma equipe de mais de 120 pessoas entre restauradores, arquitetos, empregados da construção civil, museólogos e historiadores.
Em 2002, o monumento restaurado passou a ocupar importante papel entre as preciosidades recuperadas do patrimônio nacional.