Nach dem irischen Wanderbischof St. Kilian ist das bedeutendste Baukunstwerk der Stadt Heilbronn benannt. Die Kilianskirche stammt aus der zweiten Hälfte des 15. Jahrhunderts, ihr origineller achteckiger Turm gilt als der erste Turm mit Renaissanceelementen nördlich der Alpen. Baumeister Hans Schweiner stellte 1513 am Westturm mit karikierenden Figuren die religiösen Missstände seiner Zeit dar, 1529 wurde der Turm mit dem Landsknecht, dem „Männle“, gekrönt.
Im Inneren der Kirche befindet sich der Hochaltar von Hans Seyfer, ein Spitzenwerk der spätgotischen Plastik und Altarkunst.
Am 4. Dezember 1944 wurde die Kirche beim Luftangriff auf Heilbronn fast vollständig zerstört. Der Wiederaufbau erfolgte in mehreren Bauabschnitten von 1946 bis 1974. Nachdem 1946 und 1947 zunächst die Trümmer weggeräumt worden waren, begann ab 1948 der Wiederaufbau, der von Professor Hannes Mayer geleitet wurde.
Die Figuren des Altars überstanden die Zerstörung der Stadt Heilbronn im Jahre 1944 in den Stollen des Salzbergwerks Kochendorf. 1998 wurde der Altar 500 Jahre alt. Der Siebenröhrenbrunnen am Kiliansplatz wird von einer Quelle gespeist, die vermutlich „Helibrunna“ einst den Namen gab.