Die Kirche ist der einzig erhaltene bauliche Rest des um 1140 gegründeten Zisterzienserklosters Wahlshausen. Das Kloster wurde durch Kaiser Konrad III. und den Mainzer Erzbischof Heinrich I. gegründet. 1293 gab Erzbischof Gerhard von Mainz die Gerichtsbarkeit und das Herrscherecht über Wahlshausen an das Zisterzienser Kloster Hardehausen ab. Infolgedessen wurde Wahlshausen von 1310 bis zu seiner Auflösung 1525 ein Zisterziensermönchskloster. Nach der Reformation fiel die Kirche der Gemeinde zu.

Der Klausurbereich befand sich ursprünglich südlich der Kirche. Der Westflügel verdeckte die Westfront der Kirche. Der Ostflügel schloss an das Querschiff an. Erhalten sind hier ein zugemauerter Durchgang und der Gewölbeansatz eines Raums. Die Wirtschaftsgebäude haben sich nördlich und südlich des Wohnbereichs befunden.

Nach einem letzten Brand von 1891, bei dem vor allem der Dachstuhl zerstört wurde, erfolgten von 1892-93 umfangreiche Restaurierungen und Rekonstruktionsversuche unter der Leitung von Gustav Schönermark, die das heutige Erscheinungsbild prägen. Es wurden die im 17. Jahrhundert abgebrochenen Seitenschiffe und Nebenapsiden neu aufgebaut. Die Mauern von Mittel- und Querschiff wurden zusammen mit dem Fußbodenniveau etwas erhöht. An der ursprünglich turmlosen Westfront wurde seitlich ein Turm angefügt. Nur die Ostapsis mit Rundbogenfries auf Kopfkonsolen blieb original erhalten. Auf der Nordseite des Querschiffs ist eine gotische Spitzbogentür mit Rundstabmotiv an den Laibungen erhalten. 1957-60 wurde durch die Übermalung und Abnahme der Wand- und Deckenmalereien des 19. Jahrhunderts der Versuch unternommen, den vermeintlich romanisch-puristischen Eindruck im Innenraum wieder herzustellen.

Das Langhaus wird zu den Seitenschiffen durch vier halbkreisförmige Arkaden mit Stützenwechsel gegliedert. Von den drei freien Stützen ist die mittlere ein quadratischer Pfeiler, während die beiden seitlichen Säulen sind. Deren Kapitelle sind mit Palmettenmotiven und die Kämpfer mit Palmettenranken verziert. Die Kämpfer der Apsiden sind mit einem Klötzchenfries verziert. Eine heute vermauerte romanische Türöffnung an der südlichen Querhauswand besitzt als Schmuck des Tympanons ein Agnus Dei-Relief. Mit der Abweichung vom quadratischen Schema im Bereich von Querschiff und Chor nimmt die Basilika Bezug auf die Stiftskirche in Oberkaufungen. Der Chor besitzt eine Lichtöffnung auf jeder Schmalseite, die Hauptapsis drei Fensteröffnungen. Auf den unmittelbaren Anschluss der Klostergebäude, vermutlich durch eine Vorhalle auf der Westseite der Kirche, deutet ein rundbogiger Durchgang hin. Unterstützt wird diese Annahme durch eine Zustandsbeschreibung aus dem 19. Jahrhundert, die von zwei Mauervorsprüngen mit einfachem Kämpfergesims an der westlichen Außenmauer der Kirche berichtet.

Der Ostgiebel zeigt am Fuß des Dreieckfeldes weit ausladende Kragsteine und unterhalb der Spitze ein aus einer rechteckigen Steintafel ausgearbeitetes romanisches Vierpassfenster mit Ranken und Kreuzverzierungen. Ein Gesimsstück an der Unterkante deutet auf eine ursprünglich andere Verwendung des Steins hin. Von den Ausstattungsgegenständen müssen der reliefierte Taufstein aus dem 13. Jahrhundert mit der Darstellung eines Drachen, eines Fischs und eines Hirschs sowie der aus dem Franziskanerkloster im westfälischen Lügde übertragene Orgelprospekt von 1813 erwähnt werden.

Auf der Ostseite schließt sich an die Kirche eine historische Grünfläche an, die ursprünglich als Kirchhof und Begräbnisstätte wie auch später als Obstgarten von Landgraf Philipp I. gedient hat.

Die ehemalige Klosterkirche ist städtebaulich, künstlerisch, wissenschaftlich sowie ortsgeschichtlich bedeutend. Sie war Ausgangspunkt der ersten Besiedlung des Orts und ist Zeugnis der Klostervergangenheit von Wilhelmshausen. Als im Kern romanisch erhaltenes Gotteshaus mit zahlreichen Umbauten und schließlich neoromanischen Rekonstruktionsversuchen im 19. Jahrhundert unter G. Schönermark ist die Kirche von künstlerischer und wissenschaftlicher Bedeutung.

Die historische Grünfläche besitzt als Kirchhof, Begräbnisstätte und landgräflicher Obstgarten geschichtliche Bedeutung.