La Chiesa fu edificata nel 1323 su autorizzazione di Papa Giovanni XXII, ampliata insieme al convento nel 1479 e nel 1500 fu ampliata nuovamente insieme al convento.
A partire dal 1720 la Chiesa fu ricostruita su progetto dell'architetto milanese Domenico Trifogli, con bei lineamenti e armoniche proporzioni e rivolgendo la facciata in muratura, verso mezzogiorno sul piccolo piazzale della via Emilia.
L'opera non ha richiesto la demolizione totale della precedente. Trifogli erige dalle fondamenta il presbiterio e il coro, cambiando volto al complesso facendogli assumere connotazione neoclassiche.
Nel 1739 si cominciò a tirar giù il portico davanti alla chiesa per innalzare la facciata, terminata nel 1741.
La Chiesa fu portata a buon punto e così si avviarono i lavori per la costruzione del nuovo convento.
Nel 1747 iniziarono anche quelli per la riedificazione del campanile e della parte posteriore del convento, lato via Case di Dozza a ovest, dove si è fatta una nuova cinta e le fondamenta per il refettorio e la scala grande.
La vastità dell'interno, di ordine composito, a navata unica, è elegantemente sottolineata da un'ordinata profusione di opere d'arte. Iniziando la visita dall'atrio, separato dalla navata da un portale cinquecentesco in arenaria scolpita a raffinati motivi vegetali, e portandosi sul lato destro dello stesso, si incontra la Cappella don Bosco con sotto quadro opera di Giuseppe Gottarelli.
Lasciandosi l'atrio alle spalle, oltrepassato il portale, si accede all'ampia navata. Sul lato sinistro dell'aula si aprono tre cappelle.
Proseguendo nella visita alla Chiesa, si incontra il presbiterio, separato dalla navata da una settecentesca balaustra marmorea.
Al centro del presbiterio si eleva il grande altare maggiore in marmi policromi. Nella parte basale dell'abside trova posto un raffinato coro ligneo, opera di Fausto Zamboni.
Nel presbiterio, racchiusi in casse del sec. XVIII finemente decorate, sono stati istallati due organi costruiti da Franz Zanin nel 1993.
Sulle pareti laterali simmetricamente disposte rispetto all'altare maggiore, sono collocate le due cantorie.
Degni di menzione, anche se ordinariamente non visitabili, sono la sacrestia, cui si accede attraverso una porta dipinta, il refettorio vecchio, il settecentesco scalone monumentale di accesso al convento e da ultimo il vasto corridoio superiore, oggi adibito a pinacoteca.
Nel refettorio si ammirano cinque tempere con storie dell'Ordine Carmelitano dipinte tra 1790 e 1792 da Alessandro Dalla Nave ed Angelo Gottarelli. Nel complesso è ospitata una collezione di marionette e burattini, dono di Pier Ferdinando Mondini, arricchita da teatrini italiani e stranieri dell'800 e '900 ed un dipinto di Girolamo Contoli raffigurante la “Croce dell’ordine equestre del Monte Carmelo”.
Le coperture sono caratterizzate da volte a crociera perlopiù spoglie e nude in contrasto con le abbondanti finiture della parte inferiore.
Il campanile esistente risultava troppo basso rispetto alla nuova costruzione settecentesca, motivo per cui viene riedificato e terminato nel 1748.
Fra le statue e i dipinti che adornano l'interno della chiesa di San Giacomo Maggiore del Carmine, sono particolarmente degni di menzione le due grandi tele raffiguranti il profeta Elia appese alle pareti laterali del presbiterio e anche l'antica statua della Madonna del Carmelo collocata nella nicchia centrale.
L'adeguamento liturgico riguarda un inginocchiatoio, in legno sagomato, di produzione emiliano-romagnola, della seconda metà del secolo XX; due confessionali in legno impiallacciato in noce, di produzione italiana ed un tabernacolo, realizzato in marmo venato e ottone martellato, di produzione italiana, risalenti al terzo quarto del XX secolo.
In questo luogo è legata anche una pagina della storia della Resistenza durante la Seconda guerra mondiale. Questa chiesa, della quale era parroco don Giulio Minardi, subito dopo l’8 settembre 1943, divenne il rifugio di molti militari sbandati. Con il passare del tempo don Minardi ospitò profughi, militari alleati già prigionieri di guerra, disertori polacchi e russi arruolati forzatamente dai tedeschi, ebrei, partigiani e dirigenti politici ricercati dai fascisti. Queste vittime della guerra erano ospitate nella canonica e nel vicino istituto di Santa Caterina, del quale don Minardi era direttore, dove risedevano i seminaristi e 160 orfani.
Nel periodo di maggiore affluenza la chiesa ospitò circa 350 persone. Per sfamare tante bocche il sacerdote diede fondo alle risorse del fondo agricolo “Casa nuova” di proprietà della parrocchia. Il 14 aprile 1945 nella chiesa si tenne una riunione nel corso della quale, il presidente del CLN Ezio Serantoni, Natale Tampieri comandante della brigata SAP Imola e Dante Pelliconi del distretto imolese della 7a brigata GAP, decisero l’insurrezione di Imola.
Don Minardi ha avuto due alti riconoscimenti: lo Stato gli ha assegnato un’onorificenza al merito della Repubblica e l’Amministrazione provinciale una medaglia d’oro come filantropo e patriota.
