Konsekracji świątyni dokonał w 1686 biskup krakowski Mikołaj Oborski.
Po następnym pożarze i uszkodzeniach podczas walk konfederatów barskich, w latach 1755–1779 prowadzono kolejne prace – dobudowano nowe kaplice przy fasadzie zachodniej: Krzyża Świętego i Matki Boskiej Bolesnej, ołtarze boczne oraz elementy wyposażenia wnętrza. Kościół konsekrowano w 1779.
W latach 1902–1914 przeprowadzona została restauracja i modernizacja kościoła według projektu architektów Józefa Kryłowskiego i odpowiedzialnego za wyposażenie wnętrza Franciszka Mączyńskiego.
W 1439 tutejszym kanonikiem i kantorem został Jan Kanty. Proboszczem (prepozytem kapituły) w latach 1617–1641 był Marcin Wadowita. W 1667 przez pewien czas spoczywały tutaj szczątki królowej Ludwiki Marii Gonzagi, żony Jana Kazimierza. W 1818 złożono tu trumnę ze szczątkami Tadeusza Kościuszki. W kościele tym w 1900 Stanisław Wyspiański poślubił Teofilę Pytkównę. Od 17 sierpnia 1949 roku do końca sierpnia 1951 roku w świątyni tej pracował jako wikariusz ks. Karol Wojtyła – późniejszy Jan Paweł II. Tenże papież w 1999 nadał kościołowi św. Floriana tytuł bazyliki mniejszej, a odwiedził to miejsce podczas pielgrzymki do Polski 18 sierpnia 2002 roku. 4 maja 2011 roku kardynał Stanisław Dziwisz reaktywował kapitułę kolegiacką przy kościele św.