Położony przy ulicy Gródeckiej 32, przy zbiegu z ul. Janowską, kościół może się poszczycić ponad 500-letnią historią, sięgającą początków renesansu. Jeszcze tradycją wieków średnich było, aby w każdym mieście cechy rzemiosła posiadały powierzone swojej pieczy kościoły. I tak w średniowiecznym Lwowie tkacze mieli pod opieką gotycki kościół pw. św. Stanisława, kościół Znalezienia św. Krzyża, położony na trakcie janowskim, należał do cechu szewców, kościół Podwyższenia św. Krzyża (w miejscu, gdzie znajdował się dawny gmach Sądu Krajowego, tzw. „Pałac sprawiedliwości”, obecnie wchodzący do zabudowań Politechniki Lwowskiej), znajdował się pod opieką cechów kowalskiego, ślusarskiego, kotlarskiego i igielniczego, a w łyczakowskim kościele św. Wawrzyńca gromadzili się członkowie cechów garncarzy i powroźników. Kościół św. Anny na Grodeckiem – jedyny z wymienionych, który wciąż istnieje, należał do cechu krawieckiego. Historia jego powstania mogłaby być kanwą kryminału.  

Lwowski cech krawców był jedną z najstarszych konfraterii rzemieślniczych, funkcjonując od początków XV wieku. W hierarchii mieszczańskiej krawcy zaliczali się raczej do średniozamożnych, choć zdarzali się wśród nich ludzie bogaci. W najstarszej księdze miejskiej, pochodzącej z lat 1382-1389, wymieniono dziesięciu miejskich krawców. W 1425 roku, gdy mieszczanie lwowscy na czele z burmistrzem, rajcami, ławnikami i starszymi cechowymi składali królowi Władysławowi Jagielle i jego następcom przysięgę wierności, wymieniono z nazwiska dwóch starszych cechu krawieckiego: Piotra Rhutenusa i Jana Heilesborga. W okresie późniejszym, 10 czerwca 1533 roku, Zygmunt Stary zatwierdził status cechu krawieckiego. Przed tym okresem miał miejsce krwawo stłumiony „bunt krawczyków”, choć podawana w źródłach data (zwykle 1507 lub 1509 rok) nie jest pewna. Czeladnicy krawieccy, statutami zobowiązani do posłuszeństwa majstrom, zbuntowali się przeciwko nim i pod osłoną nocy próbowali opuścić miasto. Zostali zatrzymani i zaatakowani przez strażników miejskich, tzw. cepaków (nazwa pochodzi od typu uzbrojenia). Wywiązała się regularna bójka w miejscu, gdzie dziś stoi kościół. Były to wówczas tereny niezabudowane, jak czytamy w jednym ze źródeł: 

„Poza kościołem św. Anny aż do ówczesnej drogi sokolnickiej, czyli dzisiejszej ulicy Kopernika, cała ta wielka zachodnia połać Lwowa przedstawiała jeszcze i wówczas wielką w osadnictwie lukę. Zajmowały ją tylko moczary, stawy i łąki, zrzadka kępkami drzew i drożynami polnemi”. 

W Historyi miasta Lwowa autorstwa Józefa Bartłomieja Zimorowica (1597-1677) tak czytamy o wydarzeniu, które stało się przyczyną wzniesienia kościoła: 

„Kościółek ku czci S. Anny Matki Bogarodzicy Panny poświęcony na czele okolicy, ulicę zachodnią na przeciw Krakowa dzielącej smutnemu wypadkowi początek swój winien. Roku 1507 Młodzież ucząca się sztuki krawieckiej porzuciwszy mistrzów tą drogą z przykrością uchodziła, lecz wkrótce od straży nocnej miejskiej tu zaskoczona, wdawszy się nadaremnie w walkę, jako jest zwyczajnie w tym gatunku rzemieślników uporczywych i swywolnych, cepami stróżów zębatemi, i do tego na krztałt jeżów zaostrzonemi, które pewny ich razami poprawiony biczem grzeszników nazwał, kilku zbiegów zabiło, na tymże miejscu pogrzebano i na pamiątkę przypadku grób krzyżem naznaczono, po kilku potym latach zaraz pamiętnych ciała z pospólstwa tamże pogrzebane uszanowanie tego cmentarza powiększyli, aby na powszechny użytek obrócony niebył. W tym nakoniec roku cech krawiecki, gdy rząd miejski z bliskiego lasu dał drzewa, kościółek szczupły wystawił, a gdy przez nieprzyjaciół spalony został, częścią z muru częścią z drzewa go znowu zbudowano.” 

Źródła są zgodne co do tego, że kościół początkowo był drewniany, a skoro znajdował się na przedmieściach, nietrudno domyślić się, że w trakcie najazdów miasta nie miał szans na przetrwanie. Już w 1509 roku, gdy Lwów najechał hospodar mołdawski Bogdan III, kościół został spalony. Odbudowano go częściowo z drewna, a 1599 roku wymurowano już całkowicie nową świątynię, którą poświęcił arcybiskup Jan Solikowski. Podczas najazdu kozackiego w 1648 roku kościół ponownie spłonął. Bracia augustianie, niepokojeni najazdami, a także zmęczeni niegościnną, bagnistą okolicą nad rzeką Pełtwią, przenieśli się z Przedmieścia Halickiego na Przedmieście Krakowskie, gdzie objęli w 1671 roku za zgodą ówczesnego arcybiskupa – Wojciecha Korycińskiego skromną świątynię św. Anny z niewielką, okrągłą wieżą. Obok kościoła wznieśli zabudowania klasztorne. 

Niestety nie zachowały się opisy wnętrz kościoła z tamtego okresu, jednak wiemy, że umieszczony w ołtarzu głównym wizerunek Maryi z Dzieciątkiem był uważany za cudowny. Opisywał go wywodzący się ze starej i zasłużonej dla miasta lwowskiej rodziny poeta i tłumacz, Stanisław Barącz: 

„W kościele św. Anny, niegdyś Augustianów, jest piękny obraz w stylu bizantyjskim, umieszczony w ołtarzu, wyrażający Matkę Boską z Chrystusem na ręku, trzymającym berło, w złotych koronach”. 

Obraz ten zasłynął łaskami już w pierwszej połowie XVIII wieku, gdy wedle relacji dzięki modlitwom odprawianym w tym miejscu Matka Boska wysłuchała próśb i uratowała miasto od zarazy w 1710 roku. Zmarło wówczas w konwencie czterech braci, w tym przeor Prosper Jurkowski. W roku 1772 augustiański konwent liczył siedmiu ojców i dwóch braci. Od początku swojego powstania liczba zakonników nie przekroczyła dziesięciu, a borykali się z podobnymi trudnościami i problemami, jakie występowały we wszystkich ówczesnych zakonach. W ordynacjach powizytacyjnych z 1776 roku prowincjał Szymon Górski odnotował, że przeor Benedykt Daniłowski nie wypełniał należycie swoich obowiązków, toteż pozbawiono go urzędu. Skierowano także dwóch zakonników na piętnastodniowe rekolekcje do Zaturzec i Załoziec, a to z powodu pijaństwa, nocnych wycieczek poza klasztor i fałszywych oskarżeń pod adresem przeora.  

W 1730 roku kościół przebudowano w stylu barokowym i ten wygląd przetrwał do czasów obecnych. W klasztorze, który według relacji arcybiskupa Jana Skarbka z 1731 roku nadal był drewniany, znajdowała się biblioteka. Zgromadzono w niej jeden z największych i najcenniejszych księgozbiorów ówczesnego Lwowa, w tym bezcennych rękopisów z XVI wieku. Wizytator, który odwiedził konwent w 1735 roku, określił księgozbiór mianem „skarbu” i polecił sporządzić spis książek według tytułów i autorów. Nakazano również wzniesienie murowanych zabudowań klasztoru, co trwało przez wiele lat, skoro w 1767 roku podczas kongregacji prowincjalnej prowincjał udzielił zapomogi na ten cel w wysokości 25 tys. florenów. Warto dodać, że konwent lwowski należał do ubogich, skoro został całkowicie zwolniony z konieczności uiszczania składek na cele prowincji uchwalonej w 1655 roku, a także ze składki na sporządzenie księgi arcybractwa Pocieszenia NMP uchwalonej w 1682 roku. Podczas kasaty majątek lwowskiego konwentu oszacowano na niewiele ponad 30 tys. florenów, co było kwotą zdecydowanie niską.  

W ramach tzw. kasaty józefińskiej 1783 roku zakon augustianów, jak i inne konwenty na terenie Galicji, został skasowany, kościół zamieniono na parafialny, a w klasztorze urządzono szkołę trywialną. Bibliotekę klasztorną przekazano Uniwersytetowi Lwowskiemu. W roku 1810 przed kościołem stanęła figura Jana Nepomucena. W latach 1824 i 1853-62 prowadzono remont świątyni, w ramach którego powstała wieża z czterema dzwonami, zwieńczona barokowym hełmem i zachodnia część z absydą prezbiterialną. Na wieży umieszczono zegar o trzech tarczach. Najstarszy z dzwonów został odlany w 1663 roku w ludwisarni lwowskiego mistrza Andrzeja Franke, o średnicy 0,55 metra, z napisem łacińskim: „Sonet Vox Mea in Arribus Tvis Domine 1663”. W 1871 roku krajoznawca i dokumentalista dziejów Galicji, Antoni Schneider (1825-1880), w następujący sposób opisywał dzwony kościoła augustianów i wieżę zegarową: 

„W wieży frontowej oprócz czterech małych dzwonów, ustawiono podczas ostatniej restauracji kosztem miejskim, także zegar wybijalny z ukazującymi na trzy strony tablicami (cyferblatami). Najdawniejszy oraz największy z dzwonów tutejszych około 112 funtów ważący, odlany w roku 1603, dwa inne mniejsze bez napisów i oznaczenia roku; trzeci najmniejszy przedziwnego dźwięku i kompozycji, lany w roku 1841 przez Jana Jaroszewskiego w Lubaczowie”.  

W XX wieku kościół z klasztorem doświadczyły różnych dziejowych wydarzeń. Jeszcze w międzywojniu, podczas prac w 1927 roku, nadbudowano hełm wieży według projektu B. Wiktora, a także dobudowano kruchtę do kościoła. Po II wojnie światowej znajdowały się tu kolejno sklep meblowy, a później kasy zwane gródeckimi. W latach 90. budynek został przekazany cerkwi greckokatolickiej, a w 1997 roku wnętrza poddano restauracji. Obecnie cerkiew posiada jednonawową konstrukcję z wnętrzami sklepionymi krzyżowo, dwuspadowym dachem i trójkondygnacyjną, ośmiokątną wieżą zwieńczoną barokowym hełmem. Przed wieżą dobudowano przedsionek zdobiony pilastrami. Zorientowana jest w kierunku zachodnim. Przylegający do świątyni dawny budynek klasztorny zachował się w XVIII-wiecznej postaci.