Wie es einem Kurfürsten standesmäßig zusteht, verfügt Schloss Augustusburg über eine Schlosskirche. Diese Schlosskirche schließt durch das Oratorium direkt an den Trakt der Orangerie an und steht somit, leicht versetzt, aber dennoch in direkter Verbindung mit dem Hauptschloss.
Anders als beim Corps de Logis von Schloss Augustusburg handelt es sich nicht um einen Neubau sondern nur um einen Umbau. Clemens August hatte eigene Vorstellungen wie seine Schlosskirche auszusehen hatte und ließ seine Wünsche demzufolge auch in die Planung einfließen. Seine Schlosskirche sollte, ebenso wie das Schloss, im Barockstil gestaltet sein. Die Entscheidung zum Umbau der Kirche wurde erst 1735 gefällt, also erst sieben Jahre nachdem Schloss Augustusburg im Rohbau fertig war, und noch während der letzten Bauphase von Schloss Falkenlust.
Natürlich war Kurfürst Clemens August notorisch klamm, was seine Finanzen anging, trotzdem scheint es, daß die Planung für den gesamten Palastkomplex keinem Gesamtplan folgte, sondern eher den Launen des Bauherren. Erstaunlich ist es trotzdem, daß die bereits bestehende Kirche nicht abgerissen wurde, sondern einer Umgestaltung der vorhandenen Bausubstanz der Vorzug gegeben wurde.
Die Grundsteinlegung der Kirche im 1491 geht auf den Kölner Kurfürsten und Erzbischof von Köln Hermann von Hessen zurück. Fertig wurde die Kirche im Jahr 1493 und wurde von Beginn an auf den Namen St. Maria von den Engeln geweiht.
Gebaut wurde die Kirche als einschiffiger Langbau im gotischen Stil. Statt eines repräsentativen Turmes wurde nur ein einfacher Dachreiter mit Glocke auf das Dach gesetzt. Mit dem Kirchenbau wurde gleichzeitig auch ein Kloster des Franziskaner Ordens erbaut. Die Kirche schloss mit ihrer Südfassade direkt an das Kloster an, weshalb auch bis heute an der Südseite keine Fenster existieren. Allerdings hat die Kirche mehrere Eingänge, und ein Zugang, direkt aus dem Kloster, war gegeben.
Der Hochaltar der Kirche befindet sich im Chorraum an der Ostseite des Langhauses und ist durch einen schmiedeeisernen Lettner abgetrennt.
Bis zum Beginn des Chores, befinden sich im Langhaus auf jeder Seite je vier gemauerte Nischen. Die Mauernischen, die sich direkt hinter dem Eingang befinden sind auf beiden Seiten des Langhauses mit Beichtgestühl ausgestattet. Zwei weitere Nischen sind, wiederum je einmal pro Wand, mit einem Altar ausgestattet, in einer weiteren Nische, auf der Nordseite befindet sich das Taufbecken.
Eine Orgel wurde der Kirche erst 1633, als Barockorgel, hinzugefügt. Diese befindet sich über dem Haupteingang an der Westseite.
Wie der Name bereits vermuten ließe, ist diese katholische Kirche der Gottesmutter Maria geweiht, der im Kirchenschiff auch eine eigenen Marienkapelle gewidmet ist.
Im Zuge der Umgestaltung ließ Kurfürst Clemens August ein Oratorium an den Chor anbauen, das später mit der Orangerie verbunden wurde. Was einst eine schlichte gotische Kirche war, wurde unter Clemens August zu einer prachtvollen Rokokokirche. Es wird ein Chorgitter eingefügt, das den Chor vom Laienraum trennt und die Wappen des Kurfürsten trägt. Vor dem Chorgitter werden zwei Seitenaltäre aufgestellt. Eine Kanzel wird jetzt erst hinzugefügt; diese befindet sich an der Wand zum ehemaligen Kloster und ist durch eine separate Tür direkt erreichbar. Der Hochaltar wird nach Entwürfen von Balthasar Neumann erbaut.
Bis zur Besetzung des Rheinlandes durch die Franzosen 1802, verblieb die Kirche beim Franziskanerorden, wurde dann aber säkularisiert. Erst 1807 kommt die Kirche wieder zur Gemeinde zurück und wird als Gotteshaus genutzt.
Beim schweren Bombenangriff am 28.12.1944 wurde die Kirche durch zwei Bombentreffer schwer beschädigt. Die erst 1949 beginnende Restaurierung dauerte bis 1953.
Das Kirchenschiff der Schlosskirche Brühl hat heutzutage einen Mittelgang, der beidseitig von hölzernen Bänken gesäumt ist. Durchgänge sind außerdem entlang der südlichen und nördlichen Wand möglich. Das Kirche ist ein einschiffiges Langhaus mit einem spitzbogigen Kreuzgratgewölbe, die auf den als Pilaster ausgeführten Widerlagsmauern (Strebpfeiler) aufliegen. Die nördliche Wand und das Dachgewölbe sind im typischen rosa des Barock ausgeführt. Die Gewölbegrate sind in blau ausgeführt.
Schon vom Eingang her ergibt sich ein prächtiges Bild des Hochaltars im Chor. An der Südmauer des Langschiffs ist eine Marienkapelle eingerichtet. Die Marienkapelle ist von einem Gitter umschlossen, dessen Gittertore geöffnet sind.
Direkt hinter der Kanzel stehen zwei Seitenaltäre in Schrägstellung vor dem Chorgitter (Doxale). Da die Kirche durch einen Bombenangriff im Jahr 1944 schwer beschädigt wurde, mussten auch die Seitenaltäre rekonstruiert werden. Es handelt sich bei den Altären also nicht mehr um die Originale.
Die Schrägstellung der Seitenaltäre lässt den Durchgang durch das Chorgitter frei und weist zudem auf den Hochaltar im Chor. Beide Altäre sind in Marmor gehalten und typische Werk des Barock, auch wenn die Ausführung der Altäre recht bescheiden ausfällt. Die Altäre bestehen aus dem Altartisch, einer Arkadenzone das die Tabernakel enthält. Auf dem Altartisch steht zu beiden Seiten jeweils eine Doppelsäule, die ein bekrönendes Gebälk tragen. Das Gebälk trägt immer die Kurfürstenkrone. Putten verzieren das Gebälk.
Auf einem Podest, das sich jeweils zwischen den Doppelsäulen befindet, steht auf der linken Seite der Heilige Franz (gekreuzte Arme) und auf der rechten Seite der Heilige Antonius, der das Jesuskind in den Armen hält. Beide Heilige gehören zu den bedeutendsten Heiligen im Franziskanerorden.
Auf der linken Seite befindet sich das Allianzwappen der Bistümer, die Clemens August unterstanden; auf der rechten Seite ist das Hauswappen Wittelsbach-Pfalz angebracht.
Beide Seitenaltäre sehen sich zwar ähnlich, haben aber dennoch ihren eigenen Stil. Gleich ist bei beiden Altären die Anbringung der Putten .
In der gotischen Kirche existiert eine räumliche Trennung zwischen dem Chor mit dem Hochaltar und dem sogenannten Laienraum. Der Chor war den Mönchen und Priestern vorbehalten, also den Klerikalen. Diese Trennung ist die Chorschranke und wird Lettner genannt. Der Lettner wurde entweder aus Holz oder aus Stein errichtet und war nicht nur eine Art Grenzzaun zwischen zwei Gemeinschaften, sondern war auch ein liturgischer Ort. So wurden vor dem Lettner Lesungen und Predigten gehalten.
Der Lettner ist mit Türen oder Durchgängen ausgestattet, durch die die Klerikalen ein- und ausgehen können. Den Übergang zur Chorschranke markieren eine oder mehrere Stufen. In der Kirche St. Maria von den Engeln ist es nur eine Stufe. Dahinter befindet sich der Ambo, die Kanzel und die beiden Seitenaltäre.
Die barocke Kirche geht vom hölzernen oder steinernen Lettner ab und verbaut statt dessen als Chorschranke ein Chorgitter aus Schmiedeeisen, mit geschmiedeten Ornamenten, teilweise auch vergoldet, das eine Tür besitzt, die den Zugang zum Chor, dem Chorgestühl und dem Hochaltar eröffnet.
Das Chorgitter der Kirche St. Maria von den Engeln, steht ganz im Zeichen des Barock und natürlich demonstriert es die Machtfülle des damaligen Kurfürsten, Clemens August I. Über der zweiteiligen Tür befindet sich das das kurfürstliche Wappen von Clemens August mit Namenszug und Kurfürstenkrone. Die verzierten Gitterornamente tragen, im Türbereich das Wappen des Deutschen Ordens und an den Gitterelementen die Wappen von vier Bistümern, über die Clemens August als Erzbischof eingesetzt war.
Der gesamte Chor und der Hochaltar stehen im Zeichen von Kurfürst Clemens August. Die Wappen des Kurfürsten sind praktisch omnipräsent und sind, auf den ersten Blick, die zentralen Stücke der prunkvollen Ausstattung des Chors. Zu den Wappen des Kurfürsten gehören die Wappen der fünf Bistümer Osnabrück, Paderborn, Köln, Hildesheim und Münster. Dazu kommt noch das Wappen des deutschen Ordens, deren Hoch- und Deutschmeister (=Großmeister) der Kölner Kurfürst Clemens August war.
Der Taufstein wurde, im Zuge der Wiederherstellung der Kirche, ebenfalls erneuert und steht in der Mauernische, direkt gegenüber der Marienkapelle.
Die Marienkapelle befindet sich in einer Mauernische an der Südwand des Langhauses. Das rundbogige Gewölbe ist mit Stuckornamenten verziert. Links und rechts sind oberhalb des Gewölbebogens Pilaster eingefügt auf denen ein gebrochenes Gesims ruht, in dem, auf einer Wolke, die Marienfigur mit dem Jesuskind, dargestellt wird. Die für das Barock typische Muschel- und Rocaillen-Ornamentik ist an allen Ornamenten zu sehen. An drei Stellen ist ein Puttenkopf dargestellt, zweimal in einer Muschel.
Zwei Putten tragen den Vorhang vor dem Marienschrein.
Das Original der Barockorgel aus dem Jahr 1633 wurde beim Bombenangriff auf Brühl im Jahr 1944 vollständig zerstört und wurde durch eine ähnliche Orgel ersetzt. Diese Orgel stammt aus dem Jahr 1727 und wurde ursprünglich für die Franziskanerkirche in Lechenich gebaut und wurde im 19. Jahrhundert in der St. Mauritius-Kirche in Weilerswist (Eifel) eingebaut. Die Rekonstruktion und der Wiedereinbau der Orgel in die Kirche St. Marien von den Engeln wurde 1967 mit einer festlichen Einweihung abgeschlossen.
Das Orgelprospekt zeigt eine Skulpturengruppe, die den Harfe spielenden König David darstellen soll, der beim Musizieren von Engeln auf Instrumenten begleitet wird.