Orixinalmente parte dun antigo colexio xesuíta, desde 1767 forma parte da diocese como igrexa parroquial, coincidindo coa expulsión de España da orde relixiosa. A súa fachada, obra de Frei Plácido Iglesias, é un arquetipo do barroco galego. Nela combínanse a suntuosidade, o uso das liñas curvas e os xogos de luz nos seus entrantes e saíntes cos detalles máis típicos da arte galega: o uso do granito, a orde xigante das columnas, os pináculos ou o frontón partido con cruz. Especialmente rechamante é a súa forma cóncava, un posible recurso para lograr maior monumentalidade a pesar do reducido da estreita rúa, xa que a praza de Santa Eufemia é moderna.

A segunda igrexa máis grande a cidade, cuxa fachada é un magnífico exemplo do barroco galego.

As súas obras inícianse a mediados do século XVII por fundación privada, pero a súa fachada non se conclúe até un século despois. Bóvedas e cúpula son do século XIX, e no século XX complétase coa escultura que adorna o nicho central, a imaxe de Santa Eufemia, titular da parroquia e santa de gran devoción na cidade. A figura é obra de Xosé Cid e data de 1985, mentres que a torre campanario é de 1989. Despois da Catedral, é a segunda igrexa máis ampla de Ourense.

O interior, moi austero, é de planta de cruz latina con tres naves lonxitudinais, sendo máis baixas as laterais. Un gran altar barroco preside a igrexa co Cristo da Esperanza no centro (s. XVIII).

O edificio anexo á dereita foi construído como colexio para cursar estudos de Gramática; posteriormente foi instituto, museo, seminario e actualmente residencia sacerdotal.

Segundo a tradición, a Santa evanxelizou na zona do Xurés e por iso sufriu martirio en tempos do emperador Adriano. Foi enterrada no lugar que hoxe recibe o nome de Serra de Santa Eufemia.

Séculos despois, no ano 1060, unha pastora descobre a tumba da que sae unha man, toma o seu anel e ao porllo perde a fala, que recupera ao devolver a xoia á santa. Óuvese entón unha voz que di que aí está enterrada Santa Eufemia. Comezaron así as disputas entre as dióceses, xa que o lugar quedaba a medio camiño entre Braga e Ourense. Decidiuse pór o corpo nun carro tirado por un boi e enterrar a santa no lugar onde se dirixise. Foi Ourense, e así se explica o protagonismo que recibe Santa Eufemia tanto nesta igrexa como na Catedral, onde aínda se evoca esta historia nun altar colateral da capela maior.