Barokní kostel sv. Kláry patří do stylového okruhu památek barokní architektury v Čechách, bezprostředně souvisejících s činností stavitelů Jana Blažeje Santiniho - Aichla (1677 – 1723), výjimečné umělecké osobností, která obohatila pestrou stylovou paletu barokního tvarosloví o specifický fenomén tzv. české barokní gotiky (např. klášterní kostel P. Marie v Kladrubech nebo kostel sv. Jana Nepomuckého na Zelené hoře u Žďáru nad Sázavou) a obou Dientzenhoferů - Kryštofa (1655 – 1722) a Kiliána Ignáce (1689 – 1751). K nejvýznamnějším stavbám tohoto okruhu, slohově spřízněným s architekturami italského radikálního baroka, především s díly stavitele Guarina Guariniho (1624 – 1683), patří vedle kostela sv. Kláry například kostel sv. Josefa bývalého paulánského kláštera v Obořišti, kostel sv. Markéty benediktinského kláštera v Praze – Břevnově, zámecká kaple Zjevení Páně ve Smiřicích nebo jezuitský chrám sv. Mikuláše v Praze na Malé Straně.
Za autora plánů chrámu chebského kláštera klarisek je dnes obecně uznáván Kryštof Dientzenhofer, který v letech 1698 – 1701 vedl v Chebu fortifikační práce. Barokní kostel byl postaven na místě původního kostela gotického z let 1465 – 1469. Ten musel být v roce 1704, patrně jako poslední z komplexu klášterních budov, zdevastovaných v třicetileté válce, pro rozsáhlé trhliny ve zdivu stržen. Stavba kostela nového, chápaná stavebníkem – abatyší kláštera klarisek Barnhardinou Vetterl von Wildenbrunn – jako završení výstavby nového klášterního areálu, postupovala velmi rychle. Již v roce 1708 byl položen základní kámen a o pouhé čtyři roky později, roku 1711, byla novostavba vysvěcena řezenským světícím biskupem Albertem Karlem von Wartenbergem. V roce 1782, v období josefínských reforem, byl klášter zrušen, kostel odsvěcen a jeho inventář přemístěn do chebského sv. Mikuláše, kde jeho stopy mizí. Jediným pozůstatkem chrámového mobiliáře je dnešní hlavní oltář kostela sv. Vavřince v Třebeni – původně jeden z postranních oltářů kostela klarisek. V dalších letech po sekularizaci sloužil kostel sv. Kláry jako skladiště soli, v zimě se zde ukládal na letní období led pro chebské hospody a samotný klášter se užíval jako vězení a skladiště střelného prachu.
V roce 1923 zakoupilo komplex kláštera město a započalo s jeho obnovou. V kostele sv. Kláry byla v letech 1926 – 1937, podle návrhu architekta Heinricha Scherera, zřízena pamětní síň padlých hrdinů (Gedankenhalle) s rozměrnou freskou malíře Franze Grusse (1891 Kraslice – 1979 Vídeň) na severní stěně, na místě původního hlavního oltáře. Po druhé světové válce, v roce 1945, byla freska zabílena a dnes ji zakrývá i kulisa varhanního prospektu. V polovině 60. let získala budovu bývalého kostela sv. Kláry Galerie výtvarného umění v Chebu, která zde zřídila koncertní síň s novým mistrovským varhanním nástrojem firmy Rieger–Kloss v Krnově.
V roce 2000 se Galerie výtvarného umění v Chebu rozhodla dát této významné stavební památce novou obsahovou náplň, zpřístupnit ji celoročně veřejnosti a odstranit necitlivé úpravy ze 60. let, s cílem jedinečnou architektonickou hodnotu stavby rehabilitovat. Během tří let zde byla vybudována zcela nová expozice galerijní sbírky gotického sochařství z oblasti bývalého historického Chebska a menší expozice sbírky evropského malířství 17. a 18.století, které spolu s upravenými interiéry kostely byly slavnostně otevřeny v prosinci roku 2003. Celý projekt rekonstrukce a revitalizace kostela sv. Kláry, hrazený ze státního rozpočtu a rozpočtu Karlovarského kraje, významným způsobem finančně podpořila i Evropská unie v rámci programu PHARE.