Vor Frue Kirke er Københavns domkirke. Den første Vor Frue Kirke blev opført sidst i 1100-tallet af kridtsten og stod endelig færdig i 1209. Kirken fik status som kollegiatkapitelkirke, dvs. at den kun fungerede lidt som en domkirke, hvilket formodentlig skal ses som en manifestation af, at Roskilde Stift, og ikke kongen, havde overhøjhed over byen. Denne kirke brændte flere gange. Efter en brand i 1314 blev der bygget en stor gotisk kirke, der overlevede indtil branden i 1728. Dens nærmeste arkitektoniske slægtning var Sankt Petri Kirke i Malmø. Kirken var en filial af Roskilde Domkirke og var i senmiddelalderen og renæssancen de danske kongers kroningskirke. Dens indre var fyldt med gravminder for rigets førende, men næsten alt gik tabt i 1728.
Kirken blev efter branden genopført i barok stil i 1738, og tårnet fik i 1744 et meget højt spir, som blev byens vartegn. Uheldigvis var spiret også et godt mål at sigte efter ved det engelske bombardement i 1807, og hele kirken udbrændte nok en gang.
I stedet for en genopbygning valgte tidens førende arkitekt, C.F. Hansen, nu at opføre kirken i en rendyrket klassicistisk stil. Kirkens ydre blev dækket af glat puds, og det gamle kirkekors polygonale kapelkrans, der havde overlevet branden i 1728, måtte vige pladsen for en storstilet rund apsis. Enkelte rester af koromgangens mure ses i kælderen under den nuværende apsis. Kirkens indre fik form af en treskibet kirkesal med kassettebeklædt tøndehvælv i midtskibet og langs siderne arkader, der bærer galleriets søjlerækker. Ved genopførelsen blev dens gamle kirkegård omdannet til to pladser, Dyrkøb i syd og Frue Plads mod universitetet i nord. I 1819 blev der truffet aftale om, at Bertel Thorvaldsen skulle levere en serie apostelfigurer til kirken. C.F. Hansen havde forestillet sig, at figurerne af de 12 apostle skulle stå i nicher langs midtskibet, men Thorvaldsen udførte bevidst alle sine figurer en anelse for høje, så de ikke kunne komme ind i nicherne, for han ønskede ikke, at figurerne skulle »stå i skilderhuse«, som han sagde til en ven. Apostlene kom til at stå frit i rummet, nicherne blev tilmuret, og kirkerummet fik derved tilført en dramatisk livfuldhed, som arkitekten ikke havde tilsigtet.
Alterprydelsen blev Thorvaldsens figur af en stående Kristus, der på én gang ydmyg og magtfuld breder sine arme favnende ud. Figuren var oprindelig tiltænkt Christiansborg Slotskirke, men blev pinsedag i 1839 opstillet i Vor Frue Kirke. Samme dag indviedes også marmorudgaven af den knælende dåbsengel med muslingeskallen, som var Thorvaldsens gave til den nye kirke. Thorvaldsen lavede desuden flere marmorrelieffer, bl.a. Jesus på vej til Golgata i apsis, og han udformede figurgruppen med Johannes Døberen i trekantfrontonen over hovedindgangen.
Kirkens indre fremtræder efter en restaurering 1977-79 i sin oprindelige lysfyldte, klassicistiske skikkelse.
Op mod Vor Frue Kirkes nordvæg står bronzebuster af de to københavnske biskopper J.P. Mynster(Th. Stein, 1875) og H. Martensen (Th. Stein, 1888) samt af komponisten C.E.F. Weyse (H.W. Bissen, 1861), der virkede som domorganist ved Vor Frue Kirke fra 1805. To monumentale statuer i bronze af hhv. Moses (H.W. Bissen, 1853) og David (J.A. Jerichau, 1860) flankerer domkirkens indgangsparti.
I 1999 begyndte Vor Frue Kirke som den første kirke i Danmark at arrangere natkirke. I år 2000 blev den første fuldtidsansatte natkirkepræst ansat ved kirken.
