Pierwsza wzmianka o istnieniu kościoła wraz z klasztorem pochodzi z dokumentu księcia Konrada wystawionego w tym klasztorze 15. IV. 1257 r. Świadczy to o tym, że budowę tego zespołu musiano rozpocząć kilka lat wcześniej, najprawdopodobniej zaraz po objęciu przez Konrada księstwa głogowskiego w 1249 r. Kościół i klasztor były zapewne fundacją tego księcia a zakonnicy przybyli z wrocławskiego klasztoru św. Jakuba (sprowadzeni tam przez Henryka Pobożnego - ojca Konrada). 
Jak wykazały badania archeologiczno - architektoniczne, kościół posiadał bardzo ciekawy (rzadki) asymetryczny układ, na który składało się prostokątne prezbiterium oraz korpus dwunawowy. Dzięki nim można odtworzyć pierwotny wygląd kościoła. I tak prezbiterium (wym. wew. 19,7 x 8,8 m) nakryte było dwuprzęsłowym sklepieniem żebrowym. Do północnej ściany przylegał klasztor mający z nim bezpośrednie połączenie. Początkowo w miejscu łuku tęczowego, czyli pomiędzy nawami a prezbiterium, znajdowała się ściana z otworem drzwiowym, oddzielająca część kościoła przeznaczoną dla zakonników od części dla wiernych. 
Korpus nawowy składał się z dwóch różnej wielkości naw. Czteroprzęsłowa nawa główna to przedłużenie prezbiterium (wym. wew. 22,5 x ll,45 m). Nie posiadała sklepień a jedynie strop. Od południa na całej długości przylegała do niej oddzielona arkadami nawa boczna. Była ona węższa (4,6 m) i niższa, a we wschodniej jej części znajdowała się kaplica maryjna. Nawa boczna posiadała sklepienia krzyżowe. Całe założenie realizowane było w dwóch etapach wg z góry przyjętego planu. Najpierw wzniesiono prezbiterium wraz z przylegającym klasztorem a następnie obie nawy (nie później jednak niż w III ćwierci XIII w). Świadczy to o tym, że asymetryczny układ kościoła nie powstał przypadkowo przez późniejsze przebudowy lecz został osiągnięty w sposób celowy.  
Z biegiem czasu powstały w kościele dobudówki jak kaplice czy wieża, którą umiejscowiono po południowej stronie kościoła, pomiędzy nawą główną a prezbiterium. U dołu była kwadratowa, a następnie przez sfazowanie przechodziła w ośmiobok. Kaplice powstały głównie wzdłuż północnej ściany nawy głównej i fundowane były przez bogate cechy i mieszczan.
Po północnej stronie kościoła znajdowała się gotycka kaplica. Podczas wojny 30 letniej wykorzystywana była jako wozownia, co doprowadziło ją do ruiny. W 1680 r. hrabia Herberstein - namiestnik cesarski odbudował ją z przeznaczeniem na kaplicę cmentarną. Przebudowa nadała jej styl barokowy a cała kaplica ozdobiona została bogatymi sztukateriami i ornamentami. We wnętrzu na beczkowym sklepieniu znajdowały się plafony z malowidłami i napisami traktującymi o śmierci. W roku 1929 przeniesiono do tej kaplicy trzy gotyckie rzeźby z dawnej bramy Odrzańskiej, tworząc w niej muzeum. 
Kościół służył franciszkanom do sekularyzacji w 18l0 roku, kiedy to całe mienie klasztorne zostało przejęte przez państwo. Kościół przekazano władzom wojskowym, które uczyniły w nim w 1826 r. zbrojownię (o czym świadczył napis na jego wschodniej ścianie). Wyposażenie kościoła przeniesiono do okolicznych świątyń i tak np. do dzisiaj w kościele św. Wawrzyńca w Brzostowie znajdują się dwa boczne ołtarze pochodzące z kościoła św. Stanisława. Gospodarowanie budynkiem przez armię doprowadziło go do stopniowej ruiny. W latach 30 tych XX wieku kościół stał pusty i nie było w nim już śladu po malowidłach ściennych, a sklepienie chyliło się ku zagładzie. W takim stanie dotrwał do 1945 r., kiedy to został podobnie jak całe miasto, bardzo zniszczony. Z dawnego pofranciszkańskiego kościoła pozostały tylko mury naw oraz częściowo prezbiterium. Wiosną 1963 r. pozostałości kościoła św. Stanisława, który liczył sobie przeszło 700 lat zostały rozebrane, a cegłę przeznaczono na przemiał.