Die Liebfrauenkirche mit ihrer spätromanisch-frühgotischen dreischiffigen Basilika wurde 1220-1307 erbaut. Im Jahre 1307 wurde das Benediktinerkloster hierher verlegt. Im Inneren der Kirche befindet sich ein spätgotischer Flügelaltar (1498) mit einer Marienkrönung. Als Organisten waren ab 1641 Heinrich Bach (Großvater von J. S.), der 51 Jahre in Arnstadt lebte, ab 1728 J. Ernst (Vetter von J. S.), letzter Bach in Arnstadt, tätig.