Beim Betreten des heutigen Museumsgebäudes ahnt man nicht, dass man mitten in einem ehemaligen Kirchengebäude steht. Der Kirchenbau umfasste ursprünglich zwei Stockwerke im Südflügel der Kreuzganganlage. Dort befanden sich ebenfalls die St.-Laurentius-Kapelle mit dem darüber liegenden Rittersaal, welchem der nächste Erzählstrang gewidmet ist. Die Keimzelle der Antoniuskirche entstand um 1440 als im Zuge von Erweiterungsarbeiten eine ostwärts angrenzende Kapelle zu Ehren des hl. Antonius des Einsiedlers gestiftet wurde. Über dieser Kapelle erstreckte sich der Schlafsaal der Domgeistlichkeit. Alle Domherren und -vikare mussten, bevor sie eine Messe im Dom abhalten, dort die Nacht zwecks innerer Sammlung verbringen.
1655 wurde der Bau durch die Jesuiten komplett umgestaltet. Sechs Paare Eichenholzstützen teilten nun den Gesamtraum in drei Schiffe – mit hölzernen Kreuzgewölben und mit Emporen in den Seitenschiffen versehen. Die Kirche diente dem unmittelbar benachbarten Gymnasium Josephinum als Gymnasialkirche.
Nach der fast vollständigen Zerstörung am 22. März 1945 wurde die Kirche nach Entwurf von Wilhelm Fricke (Hannover) als schlichter einschiffiger Saalraum mit Holzbalkendecke umgebaut. Schließlich schmolz die wiederhergestellte Antoniuskirche in den jetzigen Museumsbau. Ein Teil der Fassade schmückt als eine Art moderne Spolie das Innere des Museumsgebäudes und zeugt von der ehemaligen Existenz der Kirche.
In starkem Kontrast zu der formenreichen barocken Ausstattung steht die Schlichtheit des Raumes nach dem kriegsbedingten Wiederaufbau. Der nun fertig aufgebauten Lettner befindet sich hinter dem Altar, vor der Stirnwand des Raumes, so dass die ehemals auf den Domchor bzw. auf den Altarraum ausgerichtete Seite des Lettners nur eingeschränkt wahrnehmbar war.
