Kościół parafialny wybudowano prawdopodobnie w latach 1215-1217 jako fundację księcia Henryka Brodatego i św. Jadwigi. Konsekrowano go w 1217 r., a konsekracji dokonał bp Wawrzyniec z Wrocławia. Wieżę ukończono w 1240 r. W 1449 r. odbudowano kościół po uprzednim spaleniu. W 1545 r. świątynię przejęli protestanci, zwrócili ją katolikom w 1629 r. W 1702 r. powódź poważnie uszkodziła kościół, w 1731 r. nastąpił pożar plebani i kościoła. W latach 1862-1864 rozebrano stara świątynię i wybudowano z piaskowca nową w stylu neogotyckim, którą bp H. Włodarski konsekrował 11 listopada 1864 r. Obecnie parafia liczy 3300 mieszkańców i należy do niej, oprócz Wlenia, 8 miejscowości: Bełczyna, Bystrzyca, Klecza, Łupki, Modrzewie, Nielestno, Pilchowice, Tarczyn.
Książę Henryk I Śląski przebywał często ze swoją małżonką św. Jadwigą na zamku we Wleniu. U stóp Góry Zamkowej leżała biedna wioska rybacka o nazwie Brzozowo. W 1214 roku Książe Henryk sprowadził sukienników z Lwówka Śląskiego i innych miejscowości, nadał im różne przywileje i stał się założycielem nowego miasta zwanego początkowo Brzozowo, a potem Wleń. Miasto posiada w swoim herbie brzozę.
We Wleniu nie było kościoła, mieszkańcy musieli chodzić na nabożeństwa do kaplicy zamkowej, co nie było dla nich wygodne. Zbudowali zatem swój kościół w czym pomagał im Książę Henryk i św. Jadwiga. Budowę kościoła rozpoczęto w 1215 roku a ukończono po dwóch latach. W trzecią niedzielę po Zielonych Świętach 1217 roku kościół został konsekrowany przez biskupa Wawrzyńca. Jako patrona kościołowi nadano św. Mikołaja Biskupa. Do kościoła we Wleniu często przychodziła św. Jadwiga, chociaż miała na miejscu kaplicę zamkową. Szła do kościoła niejednokrotnie po śniegu i lodzie na boso.
Około połowy XIII wieku we Wleniu zaczęła organizować się parafia. Miasto Wleń rozwijało się szybko tak, że w pewnym okresie liczba mieszkańców dorównywała ówczesnej liczbie mieszkańców Jeleniej Góry.
Stałą klęską dla Wlenia były powodzie. Woda wdzierała się i do kościoła i pewnego razu miała sięgać aż po ambonę.
W 1428 roku Husyci napadli na bezbronne miasto. Mieszkańcy wprawdzie ukryli się w zamku i okolicznych lasach, ale domy ich zostały spalone. Spalił się i kościół – pozostały tylko mury. Wnet jednak odbudowano miasto i kościół. Życie kościelne zaczęło znów kwitnąć. Przy kościele powstały różne religijne stowarzyszenia. Kościół obsługiwali: proboszcz i dwóch duchownych zwanych altarystami.
Potem przyszła reformacja. Także Wleń padł jej ofiarą. W 1550 roku zmarł ostatni proboszcz katolicki ks. Michał Wolfgruber. Odtąd ewangeliccy duchowni urzędowali przy kościele św. Mikołaja.
W okresie wojny trzydziestoletniej (1618 – 1648) kościół przechodził z rąk do rąk. Jeśli zwyciężyli zwolennicy Cesarza – ustanawiano przy kościele duchownego katolickiego, jeśli Szwedzi – ewangelickiego.
Po zawarciu pokoju Westfaldzkiego 1648 roku książęta otrzymali prawo obsadzania stanowisk kościelnych według własnych życzeń. Ponieważ Śląsk należał do katolickiego księcia, w tym wypadku do Cesarza, usunięto z Wlenia duchownego ewangelickiego, a ustanowiono duchownego katolickiego. W roku 1650 objął parafie we Wleniu proboszcz katolicki. Był jednak „pasterzem bez trzody”, bo we Wleniu było dwóch katolików. W okolicznych wioskach należących do parafii Wleń było również bardzo mało katolików. Dopiero z czasem powiększyła się liczba katolików przybyłych z okolic katolickich.
Patronat nad kościołem we Wleniu i kaplicą zamkową powierzono klasztorowi w Lubomierzu. Obydwa kościoły w czasie wojny trzydziestoletniej bardzo ucierpiały. Sklepienie kościoła parafialnego zwaliło się, zastąpiono je drewnianym. Pozostał tylko główny ołtarz i to zniszczony. Kościół posiadał jeden kielich mszalny cynowy, a szat liturgicznych było bardzo mało. Kościół zamkowy groził zawaleniem i nie miał żadnego ołtarza. Wkrótce jednak został całkowicie odnowiony przez właściciela zamku Adama von Konlhaus, byłego feldmarszałka króla francuskiego Ludwika XIII. Ten kazał zwyczajem rycerzy francuskich umieścić na suficie kościoła swój hełm, lancę i szpadę (skradziono je po ostatniej wojnie).
17 sierpnia 1813 roku rozgorzała walka pomiędzy wojskami francuskimi i rosyjskimi o most na Bobrze. W czasie walki spadła żagiew na dom i wkrótce pożar zniszczył 89 domów, 50 warsztatów i ratusz. Kościół katolicki, plebania, szkoła i kościół ewangelicki szczęśliwie się ostały.
Ważną datą dla tutejszej parafii jest rok 1862. Postanowiono wtedy rozebrać kościół, którego mury były osłabione na skutek pożaru i licznych powodzi, a ściany zniszczył grzyb. Rząd królewski, pod którego patronatem pozostawał kościół wyraził zgodę na rozbiórkę.
21 kwietnia 1862 roku odprawiono ostatnią uroczystą Mszę św. w starym kościele, następnie kościół rozebrano. Pozostała tylko wieża.
6 listopada 1864 roku ukończono budowę obecnego kościoła i konsekracji dokonał Biskup Włodarski – Sufragan Wrocławski. Koszty budowy kościoła w wysokości 17 tysięcy talarów poniosła władza patronalna (królewska) z wyjątkiem robocizny i transportu. Biskup ofiarował 1000 talarów a dobrodzieje z parafii i spoza parafii 1100 talarów.
Dla budowy kościoła zasłużył się wielce ówczesny proboszcz parafii ks. Józef Tilgner, pochowany na przykościelnym cmentarzu.
13 listopada 1888 roku sprowadził do Wlenia Szare Siostry ks. Nickisch. Przybyły najpierw trzy siostry i objęły opiekę nad chorymi. Ponieważ nie miały się z czego utrzymać, bo parafia była mała, otworzyły zakład wodoleczniczy, który pod kierownictwem dra Scholtza pomyślnie się rozwijał. W latach 1894-1895 można było wznieść obecny budynek sanatorium, w 1909 roku nowy dom kąpielowy, w latach 1928-1929 poszerzono kaplicę i powiększono ilość miejsc dla chorych leżących.
W roku 1932 parafia liczyła około 800 wiernych z czego 416 mieszkało we Wleniu. Wszystkich mieszkańców Wleń liczył 1640.
W 1945 roku parafia przeszła pod administrację polskiego katolickiego kapłana. Od listopada 1947 roku parafie obsługiwali kapłani z Zakonu Franciszkanów Konwentualnych. Od lipca 1972 roku parafie obsługują księża diecezjalni.
Zadbano również o kościół parafialny. Jak wynika z aktów wizytacji z roku 1677 we Wleniu było już kilkunastu katolików, a w roku 1684 było 100 katolików.
9 maja 1731 roku wybuchł na plebani pożar obracając budynek w perzynę. Spalił się wtedy kościół, szkoła i 135 innych domów. Na wieży kościelnej uległy zniszczeniu dzwony, zegar i ozdoby hełmowej wieży.
W 1766 roku przebywał w odbudowanej plebani w gościnie Fryderyk Wielki.
W roku 1804 nawiedziła Wleń wielka powódź. Rozlane wody Bobru wyrządziły ogromne szkody, a w kościele woda sięgała po ambonę.
