Im Jahre 1697 stiftete Herzog Johann Wilhelm, der seinen Regierungssitz von Neuburg nach Düsseldorf verlegt hatte, ein Kloster der Ursulinen in Neuburg.
Am 15. April 1698 wurde der Grundstein für die Ursulakirche gelegt und am 11. Dezember 1701 wurde sie eingeweiht. Die Kirche mit dem einschiffigen Langhaus und dem nach Süden ausgerichteten Chor erbaute der Graubündner Baumeister Valerian Brenner. Die Stuckarbeiten im Innern führte der Italiener Nikolaus Perti aus, der vorher die Theatinerkirche in München ausgeschmückt hatte. Die Holzbildhauerarbeiten könnten von Gottfried Erhard Bendel stammen.
Die Kirche besitzt drei Altäre: Der Hochaltar zeigt das Martyrium der heiligen Ursula, der linke Seitenaltar ist der Familienaltar und der Rechte der Augustinusaltar. Sein Altarblatt ist von Franz Hagen, einem Neuburger, signiert.
Berühmt sind die von den Ursulinen angefertigten künstlerisch hochwertigen Stickereien, der sog. Nadelmalerei, von Antipendien und Chorgewändern.
In den letzten Jahren wurde die Studienkirche innen und außen umfassend restauriert.