Kyrkan ligger i centrala Linköping och fungerade som sockenkyrka för den östra delen av staden och i stort sett hela dess omgivning.
Vid arkeologiska utgrävningar har man kunnat datera kyrkan som en romansk 1100-talskyrka och före den fanns en stavkyrka. Enligt en uppgift från 1200-talet ska stenkyrkan ha invigts under biskop Kols tid (1171-1195) och ska redan då ha varit helgad åt S:t Laurentius. Troligen handlade detta om en nyinvigning efter att tornet hade byggts. Stenkyrkan är troligtvis från 1100-talets första fjärdedel. Under den nuvarande kyrkan finns en krypta med rester av den äldre kyrkan. Fynd av tidikristliga gravmonument visar att området där kyrkan ligger varit kristen begravningsplats redan under 1000-talet. Kyrktornets fyra nedre våningar är medeltida och uppförda i kalksten. Kyrkobyggnaden för S:t Lars församling kallades allmänt för Landskyrkan, men låg inne i staden. Namnet S:te Lars-kiörkan syns på Anders Nilssons tomtkarta från 1696. Kyrkan fick sitt nuvarande långhus 1798-1801 och är berömt för sin goda akustik. Vid en ny restaurering 1956-1957 ledd av Erik Lundberg förstärktes kyrkans grund och omfattande arkeologiska undersökningar gjordes av landsantikvarie Bengt Cnattingius.