L'attuale chiesa venne edificata sulle fondazioni dell'antica chiesa di San Biagio nel dopoguerra (1952). L'antica chiesa, consacrata nel 1433 e rimaneggiata nel Seicento, venne distrutta nel 1944 dai bombardamenti.

All'interno si trovano delle opere d'arte scampate alla distruzione, come un trittico tardo quattrocentesco, rappresentante la Madonna in Trono col Bambino e i Santi, posto sul primo altare di sinistra e realizzato dal Palmezzano. Sul primo altare di destra invece è sistemata una tela di Guido Reni, si tratta di un'Immacolata Concezione probabilmente realizzata nel 1627. Sui gradini del presbiterio inoltre è collocata la quattrocentesca acquasantiera in marmo bianco al centro del quale si distingue una piccola rana.

Gli affreschi che un tempo decoravano la Cappella Feo (1493-94) di Melozzo da Forlì e di Marco Palmezzano sono stati distrutti dai bombardamenti dell'autunno del 1944. La cappella, dedicata a san Giacomo maggiore, fu commissionata da Caterina Sforza, signora di Forlì, come cappella gentilizia per la famiglia del suo secondo marito Giacomo Feo, ucciso nel 1495 e qui sepolto. Vi si trovava anche il sepolcro di Barbara Manfredi, moglie di Pino III Ordelaffi: reduce dai bombardamenti, e dopo lunghi restauri, si trova oggi nell'abbazia di San Mercuriale.

Il 25 novembre 1994 sono state inaugurate otto lunette realizzate da altrettanti pittori forlivesi: Roberto Casadio, Mario Di Cicco, Gianni Cinciarini, Miria Malandri, Daniele Masini, Ettore Nadiani, Pier Claudio Pantieri, Angelo Ranzi, Irene Ugolini Zoli.

Attiguo alla chiesa di San Biagio, il monastero delle Clarisse, gravemente danneggiato dai bombardamenti del 1944, presenta ancora visibile la struttura quattrocentesca.