Pierwsza wzmianka o kościele pochodzi z 1148, kilkaset lat później Jan Długosz wspomina o wzniesieniu świątyni murowanej na miejscu wcześniejszej drewnianej. Kościół ten znajdował się na dzisiejszym zewnętrznym dziedzińcu wawelskim, gdzie zachował się zarysy jego fundamentów.
Kazimierzowski kościół był budowlą jednonawową z pięciobocznym prezbiterium od wschodu oraz zakrystią od północy. Jeszcze w XVII wieku był restaurowany staraniem biskupa Jakuba Zadzika. Kres istnieniu kościoła przyniosły rządy austriackie w Krakowie – zburzony został w latach 1803-1804.