Die Ludwigskirche wurde in den Jahren 1762 bis 1775 unter den Fürsten Wilhelm von Nassau-Saarbrücken und Ludwig von Nassau-Saarbrücken vom fürstlichen Generaldirektor Friedrich Joachim Stengel erbaut. Sie zählt zu den wichtigsten Barockkirchen Deutschlands und steht in ihrer Bedeutung in einer Reihe mit dem Hamburger Michel und der Dresdener Frauenkirche.

Seit napoleonischer Zeit ist die Evangelische Kirchengemeinde Alt-Saarbrücken Eigentümerin der Kirche. Erste größere Umbaumaßnahmen wurden im 19. Jahrhundert ausgeführt. So wurde zwischen 1885 und 1887 erstmalig eine Heizung eingebaut. Eine erste grundlegende Restauration fand in den Jahren 1906 bis 1911 statt.

Die Ludwigskirche wurde während der Bombenangriffe vom 5. auf den 6. Oktober 1944 bis auf die Umfassungsmauern vollständig zerstört. Nach ersten Sicherungsmaßnahmen begann ab 1946 der Wiederaufbau. Zuerst wurde die Gebäudehülle instandgesetzt. Der Dachstuhl wurde aus Stahlrohren neu errichtet, eine einmalige Konstruktion in ihrer Art und Weise. Der Innenraum wurde in einem der Zeit der 1950er-Jahre entsprechenden modernen Raumkonzept ausgestaltet. Es entstanden jedoch so gravierende kontroverse Diskussionen in der Öffentlichkeit und der Kirchengemeinde, dass beschlossen wurde, das ursprüngliche Stengel‘sche Innenraumkonzept des Barock wiederherzustellen. In den 1960er-Jahren wurde mit dem Wiederaufbau begonnen. Seit 1977 wird die Kirche wieder regelmäßig für Gottesdienste genutzt. In der Folgezeit wurde parallel zum Betrieb der Innenausbau insbesondere der Ausbau der Emporen weiter vorangetrieben. Der Wiederaufbau des Innenraums wurde im Wesentlichen durch die Fertigstellung des Fürstenstuhls im Jahre 2009 abgeschlossen.

Die in den unterschiedlichen Abschnitten des Wiederaufbaus vorgenommenen technischen Ausstattungen wie Heizung und Lüftung entsprechen nicht mehr den heutigen technischen und energetischen Anforderungen. Im Jahre 2015 hat sich die Evangelische Kirchengemeinde Alt-Saarbrücken als Eigentümerin der Ludwigskirche dazu entschlossen, eine neue Heizungs- und Belüftungsanlage zu errichten.