To unikalna na skalę całego kraju świątynia późnobarokowa, w której podziwiać można wyjątkowe iluzjonistyczne malowidła ścienne. To zarazem budowla o ciekawej historii, z którą wiążą się nazwiska wielu znamienitych postaci.

Świątynię zaprojektował ceniony w Krakowie architekt Kacper Bażanka, do którego dzieł należą choćby Kościół Misjonarzy na Stradomiu, czy ołtarz Zwiastowania w Kościele Mariackim. Niestety prace nad projektem dla pijarów przerwała jego nagła śmierć. Podobno podróżujący zimą, chory na padaczkę artysta stracił przytomność, wypadł z sań i zamarzł, zanim go odnaleziono.
Budowę ukończył – już w latach 1759-1761 – inny wielki budowniczy baroku, architekt królewski Francesco Placidi. To jemu kościół zawdzięcza efektowną trójkondygnacyjną fasadę, z ażurowym szczytem-sygnaturką wznoszącym się ponad dachem budowli, i malownicze dwubiegowe schody po obu stronach bramy wiodącej do krypty. Tu, nad  zwieńczeniem portalu, góruje marmurowe popiersie ks. Stanisława Konarskiego, pijara, wybitnego reformatora szkolnictwa I Rzeczpospolitej i współautora Konstytucji 3 Maja.

Świątynia została zbudowana na planie prostokąta, ma tylko jedną nawę i otwarte na nią kaplice boczne, co stanowi nawiązanie do kościołów jezuickich budowanych w typie rzymskiego Il Gesu. Wnętrze reprezentuje charakterystyczne dla późnego baroku bogactwo dekoracji oraz wykorzystanie efektów świetlnych. Wyjątkową spójność przestrzeni nawy i prezbiterium uzyskano stosując wydatny gzyms koronujący, obiegający całe wnętrze poniżej partii okien.

Autorem zapierającej dech w piersiach iluzjonistycznych polichromii jest mistrz z Moraw – Franciszek Eckstein. Świątynię wieńczy kolebkowe sklepienie z lunetami. Freski na sklepieniu sprawiają wrażenie jeszcze jednego piętra z niebiosami pełnymi świętych i aniołów. Przedstawiona z takim rozmachem scena, to apoteoza świętego Piotra Apostoła, któremu Chrystus wręcza klucze Królestwa Niebieskiego. Uwodzące zmysły iluzjonistyczne efekty wywołuje wrażenie głębi przestrzeni, dodając realizmu oglądanej scenie.

Jednak najefektowniejszy jest ołtarz główny. Trudno uwierzyć, że to tylko sugestywne malowidło. W jego centrum znajduje się scena Przemienienia Pańskiego, oświetlana niegdyś naturalnym światłem padającym przez system okienek-świetlików zmyślnie umieszczonych w sklepieniu ponad zamykającą prezbiterium absydą. W górnej strefie obrazu przedstawiony jest - między Mojżeszem a Eliaszem - Jezus, ukazujący się uczniom w swojej boskiej naturze, aby przypomnieć proroctwa o Mesjaszu jako Odkupicielu rodzaju ludzkiego i przygotować ich na nadchodzącą godzinę męki. Oślepiające jasnością światło jest świadectwem objawienia się Boga. I światło właśnie wypełnia centrum tego obrazu! U dołu przedstawił artysta trzech uczniów, których Jezus zabrał na Górę Przemienienia.

Warto także zwrócić uwagę na późnobarokową ambonę, zawieszoną na filarze na lewo od prezbiterium. Co ciekawe, jej pierwotną dekorację malarską odkryto dopiero niedawno, podczas kompleksowych prac konserwatorskich, których wspaniałe efekty pozwalają dziś podziwiać w pełni artystyczną harmonię tego wnętrz.

Przyglądając się prezbiterium możemy przekonać się o niebywałym kunszcie Franciszka Eksteina, gdyż architektoniczny ołtarz główny jest całkowicie dziełem jego pędzla! Zacieranie granic pomiędzy malarstwem i architekturą, zabieg oparty na optycznej iluzji, doprowadził do mistrzostwa pod koniec XVII wieku Andrea Pozzo – włoski malarz, jezuita. Jego liczni naśladowcy uczynili malarstwo iluzjonistyczne, dające tak doskonałe złudzenie przestrzeni trójwymiarowej, jedno z najszerzej podziwianych osiągnięć dojrzałego baroku.

Po prawej stronie ołtarza, jako narodowa relikwia, wmurowane jest serce ks. Stanisława Konarskiego, zwanego patriarchą polskich pijarów. To jego popiersie  zostało umieszczone przed fasadą kościoła w setną rocznicę uchwalenia Konstytucji 3-Maja.
W ołtarzu bocznym, po przeciwnej stronie prezbiterium, warto zwrócić uwagę na piękny obraz Matki Boskiej Pocieszenia, pochodzący z XVIII w. Zaledwie twarze i dłonie Madonny i Dzieciątka pozostają niezakryte srebrno-złotymi blachami, które na znak szczególnej czci dodano w minionych wiekach.

Z obu stron nawy głównej znajdują się po 3 kaplice, a w nich ołtarze. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że wykonane zostały z marmuru, jednak to tylko kolejna, doskonała artystyczna iluzja. Niemal cały wystrój rzeźbiarski wnętrza to dekoracje stiukowe, imitujące kamień.