Seit 1551 sind die Jesuiten in Wien tätig. Ursprünglich waren sie im Dominkanerkloster gleich neben der alten Universität untergebracht und hielten hier Vorlesungen. Im Jahre 1623 übernahmen sie an der alten  Universität den humanistischen, theologischen und philosophischen Lehrstuhl und wurden von Kaiser Ferdinand II. verpflichtet, an der Universität ihre eigenes Kollegium zu führen. Weiter umfasste diese Verpflichtung die Instandstellung und das Ausbauen der vorhandenen Gebäulichkeiten sowie die Errichtung eines Verwaltungsgebäudes für die Universität und eine repräsentative Kirche. Die Bauarbeiten wurden 1624 in Angriff genommen (Planentwerfer und Baumeister sind unbekannt). Sieben Jahre später wurde die neue Kirche von Kardinal Dietrichstein eingeweiht. Im Juli selben Jahres wurden aus Innsbruck via Inn und Donau fünf Turmglocken, ein Geschenk des Erzherzogen Leopold, für die Jesuitenkirche nach Wien gebracht.

Da die Schlacht am Weissen Berg gewonnen worden war und der Jesuitenorden das Evangelium fast in der ganzen Welt verbreitet hatte, liess Kaiser Ferdinand II. die Kirche gleichsam als Siegesdenkmal errichten. Davon zeugt die Inschrift an der Aussenfassade: DEO VICTORI. TRIUMPHATORI OPT. MAX. TROPHAEUM HOC IN MEMORIAM. B. VIRGINIS. MARIAE . SSQ. IGNATII. ET FRANCISCI XAVERII. FERDINANDUS II. IMPERATOR. STATUIT. M. DC. XXVII. Übersetzt bedeutet dies: „Gott, dem Sieger, dem Triumphator, dem Besten, Grössten hat Kaiser Ferdinand II. dieses Siegesdenkmal in Gedanken an die selige Jungfrau Maria und an die Heiligen Ignatius und Franz Xaver errichtet 1627.“) Die mächtige Doppelturmfassade beherrscht den beschaulichen Dr. Ignaz-Seipel Platz. In der Mitte das Portal, bekrönt vom Wappen Kaiser Ferdinands II. in einem gesprengten Giebel, links und recht davon je eine Seitentür. Diese beiden Türen wurden erst im Jahre 1892 anstelle zweier Fenster hinzugefügt.

Im mittleren Teil der dreigeschossigen Fassade sind ein Mittelfenster, zwei kleine Fenster und sechs Nischen mit Statuen angebracht. Sie stellen die Heiligen Katharina, Josef mit Jesuskind, Leopold, Barbara und die beiden Jesuitenpatrone Franz Xaver und Ignatius dar. Das ursprüngliche Innere der Kirche war schlicht. Es war ein basilikenähnliches, 50m langes und 26m breites Langhaus mit einem einfachen Tonnengewölbe und Pilastergliederung. Acht Seitenkapellen mit Altären säumten das Langhaus, und grosse Fenster liessen reichlich Licht ins Kircheninnere fallen.

In den Jahren 1702-1705 weilte der südtiroler Jesuitenpater Andrea Pozzo in Wien, von Kaiser Leopold I. herbei berufen. Dieser beuaftragte Pozzo mit der Neugestaltung der Jesuitenkirche, mit der er um 1703 begann. Er integrierte in jede der acht Seitenkapellen eine Empore, von denen alle miteinander verbunden sind. Jede der Emporen ragt im Halboval in das Langhaus und ist in der Mitte oval durchbrochen. Die Altäre in den Seitenkapellen, welche bislang an den Trennwänden standen, wurden nun an die Aussenwand umplatziert und die Trennwände beidseitig mit grossen Tafelgemälden versehen, welche Szenen mit Männern, Frauen und Kindern aller gesellschaftlichen Stände zeigen.

Über dem Eingang wurde eine zweigeschossige Empore eingebaut, in welche die Orgel integriert wurde. Um den Lichteinfall durch das grosse Fenster in der Turmfassade nicht zu dämpfen, wurde das obere Emporengeschoss etwas zurückversetzt angebracht. Der Mittelteil des unteren Emporengeschosses fällt analog zu den Seitenemporen halboval in den Kirchenraum. Die obere Empore wird von zwei Pfeilern mit Pilastern getragen, welche ihren Abschluss in zwei prachtvollen Steinvasen als Aufsätze finden. Das Langhaus ist an den Seiten durch mächtige Pfeiler und Säulen mit wundervollen Kapitellen, welche den Architrav tragen, gegliedert. Wohl weithin einzigartig sind die mächtigen geschwungenen Säulen aus Stuckmarmor. Das Langhaus endet im Chor mit dem mächtigen Hochaltar, hinter dem zwei Fenster viel Licht einfallen lassen.

Der Hochaltar wird links und rechts je von einer Halb- und einer Vollsäule beherrscht, welche ein grosses Sprengwerk tragen. In der Mitte, als Zentrum des Altars, das grossartige Ölgemalde Mariae Himmelfahrt. Hoch darüber überdacht eine überdimensionale goldene Krone mit rotem Baldachin den Hochaltar. Links und rechts trägt je eine Engelsfigur einen Teil des Stoffes des Baldachins.
Ein grossartiges Meisterwerk sind die Deckenfresken im Langhaus und im Chor. Es ist grösstenteils perspektivisch illusionistische Malerei (Trompe-l’oeil), wovon der fasziniernste Teil die grosse Scheinkuppel darstellt (s. bild unten), auf welcher eine Laterne Licht einfallen lässt und an dessen Ende der allmächtige Schöpfer erscheint.

Die Tiefenwirkung des Gemäldes ist einzigartig. Die übrigen Fresken zeigen weitere Darstellungen von Szenen zwischen Himmel und Erde, Engelsturz, Aufruhr der Engel, Frohlocken und Gotteslob derselben sowie Szenen aus dem 112. und 113. Psalm. Das grosse Deckenfresko im Chor über dem Baldachin des Hochaltars zeigt die glorreiche Heimführung der gesamten Schöpfung in die Obhut des dreifaltigen Gottes. Weitere kostbare Meisterwerke sind das Gebänk mit reichen Schnitzarbeiten und –aufsätzen, die grossartig angefertigten, mit Intarsien und vergoldeten Aufsätzen versehenen Beichtstühle und die prunkvolle Kanzel an der linken Langhausseite. Sie ist mit kostbaren Perlmuttintarsien und vergoldetem Figurenschmuck versehen. Die Hauptfigur auf der Spitze des Schalldeckels zeigt den Jesuitenheiligen Franz Xaver wie er einen Heiden tauft, darunter Symbolfiguren für Glaube, Liebe und Hoffnung.

Das vergoldete Relief an der Kanzelrückwand zeigt die Taufe Jesu. Am Kanzelkorb sind die Evangelisten Lukas, Matthäus, Johannes und Markus angebracht sowie goldener Girlandenschmuck und Putti, von denen eine die Gestalt eines kleinen Teufels hat. Die Kolossalarchitektur des hauptsächlich in Ocker und fleischfarben gehaltenen Innenraumes, welche sich besonders durch die Anordnung der mächtigen Säulen und Pilaster ausdrückt, steht in einem grossartigen Gegensatz zu den zahllosen Feinheiten über den Rundbögen der Seitenkapellen. All die Intarsien, Schnitzereien und Stukkaturen in Gold überwältigen den Besucher beim Betreten der Kirche. Andrea Pozzo hat mit der Jesuitenkirche zweifelsohne eines der grossartigsten, beeindruckendsten und schönsten sakralen Bauwerke Wiens geschaffen.