Ο ναός του Αγίου Φραγκίσκου αποτελούσε το καθολικό της ομώνυμης μονής του τάγματος των Φραγκισκανών μοναχών. Η ίδρυση της ανάγεται, πιθανόν, στις αρχές του 16ου αιώνα μ.Χ. H μονή παρά τον μικρό αριθμό των μοναχών της φαίνεται ότι είχε ιδιαίτερη αίγλη, αφού ο ναός αποτελούσε έδρα της θρησκευτικής αδελφότητας της Παναγίας των Καρμελιτών και χώρο ταφής ευγενών αξιωματούχων και πλουσίων, όπως προκύπτει από τα νοταριακά έγγραφα. Μετά την κατάκτηση της πόλης από τους Οθωμανούς, ο ναός ενσωματώθηκε, από τον Γαζή Χουσείν Πασά, το 1654 μ.Χ., στο συγκρότημα του ομώνυμου τεμένους (σήμερα τζαμί Νεραντζέ) και μετατράπηκε σε imaret (πτωχοκομείο). Από την μονή διασώζεται το καθολικό και κάποια προκτίσματα, στα νότιά του.

Ο ναός ανήκει στον τύπο της μονόκλιτης ξυλόστεγης βασιλικής, με εγκάρσιο κλίτος και ορθογώνιο πρεσβυτέριο που το πλαισιώνουν δύο ορθογώνια παρεκκλήσια. Το κυρίως κλίτος του είναι αποκομμένο από τον υπόλοιπο ναό, με τοίχο που κατασκευάστηκε την Οθωμανική περίοδο, το εγκάρσιο κλίτος είναι σήμερα ασκεπές, ενώ το πρεσβυτέριο και το τμήμα του νότιου παρεκκλησίου έχουν άλλες χρήσεις. Το μεγαλοπρεπές θύρωμά του, που φέρει τα μοναδικά στο Ρέθυμνο σύνθετου ρυθμού κιονόκρανα, αποτελεί μία από τις επεμβάσεις που πραγματοποιήθηκαν στο ναό τον ύστερο 16ο – πρώιμο 17ο αιώνα μ.Χ. και του προσέδωσαν τον αναγεννησιακό χαρακτήρα του. Ιδιαίτερης μνείας χρήζει το νότιο παρεκκλήσι που στεγάζεται με τρούλο και στηρίζεται σε τέσσερα ζεύγη τόξων που πατούν σε πεσσούς και κίονες, όλα κατασκευασμένα από γκρίζο μάρμαρο της Istria, υλικό που σπάνια χρησιμοποιήθηκε στην Κρήτη την Ενετική περίοδο. Η ανασκαφική έρευνα στο δυτικό κλίτος αποκάλυψε μεγάλο αριθμό πρόχειρων λακκοειδών τάφων που συνδέονται με την πολιορκία της πόλης από τους Οθωμανούς, το 1646 μ.Χ. Στο εγκάρσιο κλίτος και το βόρειο παρεκκλήσι ήλθαν στο φως επιμελημένοι κιβωτιόσχημοι τάφοι, ενώ στο νότιο παρεκκλήσι αποκαλύφθηκε ένας και μοναδικός τάφος, στο κέντρο του, γεγονός που δεικνύει ότι επρόκειτο για τον τάφο επιφανούς μέλους της πόλης.