Älteste Teile der heutigen Kirche sind die Chormauern, die von einer 1212/1222 erfolgten Erweiterung der ursprünglichen Basilika herrühren. In der Mitte des 14. Jh. erhielt der Chor nach einer weiteren Verlängerung seinen polygonalen Schluss, bevor die Chorsüdkapellen angefügt wurden. Das Kirchenschiff wurde als spätgotische Hallenkirche 1482–96 unter den Baumeistern Claus Roder und Konrad Pflüger aufgeführt. 1537-40 ist der Südturm aufgeführt worden und 1639/40 erfolgte eine Umgestaltung des Inneren unter Hans Richter dem Jüngeren. Die Turmhaube schuf Johann Gregor Fuchs 1702. Durch Constantin Lipsius (1832–1894) ist der Sakralbau 1878–89 tiefgreifend neogotisch überprägt worden.

Das Kircheninnere wird von der spätmittelalterlichen Gewölbearchitektur mit farbig abgesetzten Gliederungselementen bestimmt, wobei einerseits die Rekonstruktion der ursprünglichen Gestalt 1961–69 zum Tragen kommt und andererseits die überwiegend holzsichtige Ausstattung des 19. Jh. (Gestühl, Schalldeckel der Kanzel, Orgel) den Raumeindruck bestimmt. Die Emporen an Süd-, Nord- und Westseite stammen von 1570/71. Der Hochaltar aus der Zeit um 1500 ist aus der Leipziger Universitätskirche übernommen worden. Ein Kruzifix vom 1721 geschaffenen Hauptaltar von Caspar Friedrich Löbelt befindet sich gegenüber der Kanzel. Der neogotische Hauptaltar wird in der Sakristei aufbewahrt. Die Sandsteinkanzel von 1889 geht auf einen Entwurf von Lipsius zurück. Der Taufstein der Spätrenaissance wurde 1614/15 von Georg Kriebel geschaffen. Zu erwähnen sind weiterhin ein gemalter Flügelaltar niederländischer Schule um 1530, und zahlreiche Grabdenkmäler des 14.–18. Jh., von denen die Grabplatte des Markgrafen Dietrich von Wettin († 1307) in der Vorhalle und der Rittergrabstein des Hermann von Harras († 1451) besondere Hervorhebung verdienen. Die Orgel in einem von Lipsius entworfenen Prospekt schuf 1889 der Frankfurter Orgelbauer Wilhelm Sauer (1831–1916). Zu erwähnen ist weiterhin das mit einer schlichten Bronzeplatte versehene Grab Johann Sebastian Bachs im Chor, der nach der Überführung der Gebeine aus der zerstörten Johanniskirche seit 1948 hier seine letzte Ruhestätte gefunden hat.

Quellenangaben: Dehio Sachsen II, 1998, S. 496–502; http://de.wikipedia.org/wiki/Thomaskirche_(Leipzig); http://de.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Sauer_(Orgelbauer)