Kościół Aniołów Stróżów wybudowano w latach 1899-1904 na miejscu XV-wiecznego Kościoła św. Michała, który po napływie do Wałbrzycha górników w XIX wieku nie był w stanie pomieścić wzrastającej liczby katolików. Na miejscu starego kościoła wybudowano więc nową neogotycką świątynię.
Autorem projektu neogotyckiego Kościoła Aniołów Stróżów był Alexis Langer z Wrocławia. Choć jest to budowla ogromna, wnętrze cechuje niezwykła lekkość. Kościół jest długi na 60 metrów, szeroki na 30, a wysoki na 22 metry, zdradza również silną inspirację wrocławską kolegiatą Świętego Krzyża, wzorzec został jednak twórczo przerobiony. Ceglany kościół został zbudowany na rzucie krzyża łacińskiego. W elewację południową kościoła wmurowano wybrane epitafia z XVI, XVII, XVIII wieku, pochodzące z wcześniejszego kościoła św. Michała. Stanowią one najstarsze kamienne dokumenty miasta. Ambona i renesansowa chrzcielnica również pochodzą ze starego kościoła.
Kościół posiada dwuspadowy dach z wieżą nad wejściem głównym, witrażowe okna mają wysokość około 12 metrów. W prezbiterium kościoła na tle witraży umieszczony jest ołtarz główny. W nawach bocznych znajduje się ołtarz św. Antoniego i św. Józefa oraz ufundowany w 1946 r. przez Polaków, jako wotum wdzięczności za przetrwanie wojny, obraz Matki Bożej Częstochowskiej. Są też dwie kaplice boczne pw. Pana Jezusa Ukrzyżowanego i św. Teresy. W tylnej części kościoła znajduje się empora organowa, w jej środkowej części ustawiono 46-głosowe organy.
Od 1996 r. do chwili obecnej kościół przechodzi kapitalny remont. Ze względu na groźbę zawalenia rozebrano iglicę wieży kościoła, a jej ceglaną konstrukcję zastąpiono metalową. Świątynia posiada również nowoczesne zewnętrzne oświetlenie wykorzystujące sterowanie radiowe i posiadające czujniki zmierzchu. Jest to energooszczędne oświetlenie „zalewowe”, co oznacza, że podświetlona jest cała bryła kościoła.
Do parafii Aniołów Stróżów należy nie tylko neogotycki kościół, ale również Sanktuarium Matki Boskiej Bolesnej, czyli najstarszy kościółek maryjny znajdujący się tuż przy wałbrzyskim Rynku.