Die Ursprünge der Dobbertiner Klosterkirche gehen bis ins 13. Jahrhundert zurück. Um 1275 war Baubeginn für das nach einigen Änderungen schließlich als Saalkirche vollendete Gebäude. Die Kirche verfügt über die charakteristischen Nonnen-Emporen, die ursprünglich mit den Schlafräumen (Dormitorium) der Frauen im östlichen Klausurgebäude verbunden waren. Etliche Jahre nach der Einführung der Reformation in Mecklenburg und mit einigem Widerstand durch die Nonnen erfolgte 1572 die Auflösung der Klosteranlage und ihre Umwandlung in ein dem Land gehörendes Damen-Stift. 

Am Kirchengebäude selbst kam es mit der Säkularisierung kaum zu Veränderungen, lediglich die Verbindung zwischen Empore und Dormitorium wurde zugemauert. Erst 1649 mussten nach einem Sturm Turm und Dach erneuert werden, 1729 wurde der spartanische Dachreiter gegen einen richtigen Glockenturm ersetzt, und von 1764 bis 1748 erfolgte eine Restaurierung der Oberkirche mit der Nonnenempore.

Erhebliche Umbauten erfuhr die Kirche im 19. Jahrhundert. 1827 ließ man den erst rund 100 Jahre alten Turm ersetzen; in den 1850er-Jahren erhielt die Kirche dem Zeitgeschmack entsprechend eine neugotische Ausstattung. Nur wenige ältere Stücke sind erhalten, wie etwa der Taufstein aus der Werkstatt des Niederländers Philipp Brandin aus der zweiten Hälfte des 16. Jahrhunderts. Kanzel, Altar und Orgel stammen aus dem 19. Jahrhundert, und auch die beeindruckenden Buntglasfenster sind aus der Zeit um 1860. 

1977 war die gesamte Klosteranlage unter Denkmalschutz gestellt worden. Aufgrund der immensen Schäden wurde die Kirche jedoch 1979 gesperrt. Von 1990 bis 2006 erfolgten aufwändige Sanierungs- und Restaurierungsarbeiten an den Kirchenmauern; seit 2016 wird das Innere einer Restaurierung unterzogen.