Gotycki kościół św. Barbary powstał w XV w. jako filialny i pogrzebowy przy cmentarzu parafii św. Elżbiety. Zbudowano go poza pierwszym obwodem murów obronnych i w pobliżu zewnętrznych murów z Bramą Mikołajską. Wcześniejsza kaplica cmentarna Męczeństwa śś. Feliksa, Adaukta i Barbary, wzmiankowana była w 1265 r. Przy budowie w 1465 r. uczestniczyli mistrzowie murarscy Hans Berthold i Peter Franczke. Kościół służył cechom tkaczy, białoskórników, kramarzy, karczmarzy i mydlarzy. Funkcjonowało przy nim bractwo pogrzebowe św. Barbary, dla którego książę Wacław Żagański za pieniądze ze sprzedaży połowy księstwa władcom Saksonii ustanowił w 1472 r. fundację, funkcjonującą do końca XVIII w. Mieszkający w skromnym domu przy ul. Św. Mikołaja książę, prowadzący żywot tercjarza wg zakonnych reguł w nagrodę został w 1488 r. pochowany w kościele. Jego epitafium znajduje się obecnie we wrocławskim Muzeum Narodowym.
Od 1525 r. świątynia znajdowała się w rękach ewangelików, z wyjątkiem okresu od poł. XVII w. do 1708 r., kiedy wróciła na jakiś czas do katolików. W latach 1741-1920 funkcjonował tu kościół garnizonowy, a od 1874 r. parafialny. Na pocz. XIX w. zlikwidowano rozciągający się wokół cmentarz, a w czasie renowacji w latach 1868-69 wprowadzono neogotyckie wyposażenie. Światynia została zniszczona w 1945 r., w 70 %, utracono wyposażenie i średniowieczne polichromie. Kościół odbudowano w latach 1959-62 wg projektu T. Broniewskiego i E. Małachowicza. W 1963 r. budynek przekazano kościołowi prawosławnemu, który ustanowił tu katedrę diecezji wrocławsko-szczecińskiej – Sobór Narodzenia Przenajświętszej Bogurodzicy. Elewację odrestaurowano w latach 1963-65, w 1985 r. ukończono remont wież.
Trójnawowy halowy kościół ma 32,7 m długości i 24,6 m szerokości. Od strony zachodniej postawiono dwie wieże o kwadratowej podstawie. Jedna z nich jest niedokończona i nie przewyższa wysokością murów kościoła. W 2014 r. na wieży zrekonstruowano Zegar Kluskowy pierwotnie z 1580 r., który spóźniał się o ok. 15 minut. Według legendy nazwa pochodzi od klusek, które wrocławskie gospodynie nastawiały do gotowania gdy biły inne dzwony staromiejskie i wyciągały, gdy bił spóźniający się Zegar Kluskowy, co zapewniało idealny czas gotowania. Obok znajdują się dwa mniejsze zegary słoneczne. W 2019 r. na wyższej wieży umieszczono prawosławny krzyż. Dolną część murów ozdobiono po 1945 r. mozaikami św. Mikołaja i św. Barbary.
Po północnej stronie prezbiterium dostawiono ok. 1475 r. zakrystię, a w 1570 r. kruchtę zachodnią. Nawy boczne nakryto rzadkimi poprzecznymi dachami, opartymi na trójkątnych szczytach, wypełnionych blendami. Świątynia ma rzadki sposób konstrukcji prezbiterium z przyporami wewnątrz (wpływ architektury sasko-łużyckiej), natomiast nawy i wieża mają typowe przypory zewnętrzne.
Do wnętrza prowadzą trzy ostrołukowe portale. Portal północny zwieńczony jest czołgankami (listkami) i kwiatonem. Portal południowy objęty jest arkadą z kolumienkami i zwieńczony figurą św. Barbary z 2. poł. XV w. Portal zachodni ma rozbudowane ościeże i trzy smukłe kolumienki.
Na południowej elewacji powstały w 1632 r. Wrota Dżumy, upamiętniające epidemię tej choroby z czasów wojny trzydziestoletniej, która pochłonęła 18 tys. mieszkańców (połowę ludności miasta). Na portalu umieszczono napis: „Dein Endt, o Mensch, ist vor Thur Thu Buss weil du noch lebst allhier” (Koniec twój, człowiecze, przed drzwiami czeka. Czyń pokutę, dopóki żyjesz). Po 1945 r. wejście zamurowano, uzupełniając je malowidłem Bogarodzicy z Dzieciątkiem.
Kościół posiada sklepienia krzyżowo-żebrowe, a w zakrystii sieciowe. Wewnątrz znajdują się dwa ikonostasy: przed ołtarzem głównym – współczesny wykonany w 2019 r. w Salonikach (z niektórymi ikonami autorstwa Jerzego Nowosielskiego, Adama Stalony-Dobrzańskiego i Sotirisa Adamopulosa z poprzedniego z 1963 r.), a przed ołtarzem bocznym – pochodzący z rozebranej w 1938 r. cerkwi św. Mikołaja w Sosnowcu. Wnętrze zdobią freski wykonane pod kierunkiem Jerzego Nowosielskiego. Zachowane resztki oryginalnego wyposażenia trafiły do Muzeum Narodowego w Warszawie i Wrocławiu. Wisiał tu obraz z 1558 r. „Jezus jako przyjaciel dzieci”, upamiętniający Franza Hofera, który miał dłuższą brodę od swojego wzrostu. Podziwiał ją na dworze wiedeńskim sam cesarz Karol V, który chciał spełnić życzenie Hofera. Brodacz zażyczył sobie, by na jego pogrzeb przybył cały wrocławski magistrat, życzenie podobno spełniono.
Na elewacji świątyni znajduje się zespół renesansowych, manierystycznych i barokowych epitafiów.
Strona północna kościoła
Renesansowe epitafium Jacoba Gerhardta Korna (zm. 1575) z przedstawieniem Ukrzyżowania i widokiem Jerozolimy w tle. Obok krzyża po prawej narzędzia Męki Pańskiej (młotek i obcęgi), natomiast nie pasuje do nich podkowa po lewej, być może fundator był kowalem.
Renesansowe epitafium bez tablicy z ok. 1600 r. Anioły trzymają dwie kolumny, w tympanonie uskrzydlona czaszka i klepsydra.
Renesansowe epitafium Johannesa Reichela z ok. 1620 r. Tablicę inskrypcyjną w formie medalionu trzymają dwa aniołki, powyżej Chrystus Zmartwychwstały z dwoma aniołkami, poniżej znak cechu białoskórników.
Renesansowe epitafium Eberhardta Tellera z żoną Dorotheą z ok. 1584 r. Pod ukrzyżowanym Jezusem stoją NMP i św. Jan Ewangelista oraz klęczy rodzina fundatorów, obok prawdopodobnie dwie personifikacje Sprawiedliwości (z rózgą i z mieczem).
Manierystyczne epitafium Johannesa Bruntzscha (zm. 1624) z dwoma aniołami i znakiem cechowym. Pod spodem uśmiechnięta główka anielska. Epitafium z inskrypcją Friedricha (?).
Strona wschodnia kościoła
Jajowate epitafium Georga Geisslera (zm. 1637).
Barokowe epitafium starszego cechu białoskórników Daniela Schäfera (zm. 1737) i jego żony Dorothei. Otoczone dwoma maszkaronami, wyżej uskrzydlona czaszka, niżej znak cechu białoskórników z datą 1723.
Manierystyczne epitafium Adama Becka (zm. 1623), obok dwa aniołki z pochodniami, wyżej Chrystus Zmartwychwstały i aniołek z czaszką, niżej rodzina fundatora przy krzyżu i znak cechowy.
Barokowe epitafium rodziny Raschke ufundowane przez Hermanna Raschke ok. 1732 r. Poświęcone jest przodkom fundatora – przewodniczącemu kolegium Gimnazjum św. Marii Magdaleny Davidowi Klementowi, Balthasarowi Hermanowi i jego żonie Klarze. Na postumencie w kształcie katafalku stoi tablica z inskrypcją obramowana draperią.
Renesansowe epitafium bez inskrypcji.
Strona południowa kościoła
Barokowe epitafium karczmarza Caspara Nimptscha (zm. 1648), jego żony Magdaleny (zm. 1663) i wnuka Christiana Friedricha Nimptscha, wykonane ok. 1687 r.
Manierystyczne epitafium postrzygacza sukna Johannesa Riegera i jego żony Anny, daty śmierci nieuzupełnione 16xx. Po bokach personifikacje Wiary (z krzyżem i księgą) oraz Miłości (z dwójką dzieci) i manierystyczne maszkarony. Wyżej śpiące aniołki z klepsydrą i czaszką oraz Nadzieja z kotwicą, niżej dwie głowy lwów i anioł z dwoma herbami.
Barokowe epitafium otoczone wicią roślinną, po 1945 r. namalowano św. Jerzego zabijającego smoka.
Manierystyczne epitafium z bogatym ornamentem bez tablicy inskrypcyjnej.
Epitafium Wolfa Erzenbergera (zm. 1623) z przedstawieniem hostii (?).
Manierystyczne epitafium Georga Schmidta (zm. 1633) z Ukrzyżowaniem oraz postaciami NMP i św. Jana Ewangelisty, w tle widok Jerozolimy, wokół manierystyczny ornament.
Renesansowe epitafium Mattisa Richtera (zm. 1552) i jego żony Margrety, pod Ukrzyżowanym Chrystusem klęczą fundatorzy z dziećmi, po bokach typowe dla renesansu medaliony z głowami.
Późnogotyckie epitafium z 1497 r. z Ukrzyżowaniem, NMP i św. Janem Ewangelistą. Wyrzeźbione przez Jacoba Beurscha zostało ufundowane przez Michaela Gruendela w związku z zadośćuczynieniem morderstwa dokonanego przez jego syna Hansa Gruendela. Dodatkowo fundator musiał wybrać się na pielgrzymkę do Akwizgranu, trzy dni w tygodniu modlić się za zamordowanego, opłacać kaznodziejskie modlitwy przez cały rok w każdy piątek w obu wrocławskich farach i dodatkowe msze za dusze zabitego, a także kupić ok. 11 kg wosku oraz opłacić posłańca i cyrulika.
Renesansowe epitafium Simona (? zm. 1577) z bogatą dekoracją rzeźbiarską. Pośrodku Chrystus Zmartwychwstały wśród rzymskich żołnierzy, po bokach personifikacje Wiary z krzyżem i Miłości z dwójką dzieci, poniżej klęcząca rodzina fundatora. Powyżej herb trzymany przez dwa anioły posiadające tarcze ze znakami cechowymi, obok Nadzieja z kotwicą i modląca się postać bez głowy. Na dole tablica inskrypcyjna z trzema główkami anielskimi.
Barokowe epitafium Martina i Anny (nazwiska nieczytelne, napisy częściowo skute) otoczone ornamentem roślinnym, na górze dwie głowy aniołków i uskrzydlona klepsydra, na dole czaszka z piszczelami.
Barokowe epitafium F. Böhme przy wejściu do kościoła, w miejscu inskrypcji umieszczono tablicę informacyjną obecnej katedry prawosławnej. Po bokach wić roślinna i dwie uszkodzone postacie kobiece (być może dawne personifikacje), na dole śmierć z kosą, na górze dwa aniołki trzymają medaliony, w których znajdowały się portrety fundatorów.
Renesansowe epitafium ze skutą inskrypcją, na górze Bóg Ojciec z Jezusem i dwoma aniołami, poniżej dwa herby, na dole czaszka barana.
