Das Äußere der dreischiffigen Hallenkirche ist eher schlicht. Vom 66,3 Meter hohen Turm hat man den besten Blick über Mainz, den Rheingau und nach Rheinhessen. Bis in das Jahr 1911 befand sich dort eine Türmerwohnung als Brandwache für die Stadt. Nach der Aufhebung des Stiftes im Jahre 1802 wurde St. Stephan in eine Pfarrkirche umgewandelt. Die "Pulverturmexplosion" im Jahre 1857, als ein mit Pulver der preußischen und österreichischen Garnison angefüllter Turm der ehemaligen Stadtbefestigung in die Luft flog, zog die Kirche stark in Mitleidenschaft. 1942 und 1945 erlitt St. Stephan durch die Bombardements der Alliierten erneut schwerste Beschädigungen. Am Ende des Krieges war die Kirche völlig ausgebrannt, nur die Außenmauern und Säulen waren noch erhalten. In der Nachkriegszeit konnte die Kirche allmählich wieder aufgebaut werden: 1961 wurde eine erste Restaurierungsphase abgeschlossen, der Kreuzgang war erst 1968/70 fertiggestellt, die Außenrestaurierung des Westturmes 1983 vollendet. Die Wölbung des Langhauses im Inneren der Kirche konnte bis heute nicht wieder hergestellt werden. 
In jüngster Zeit ist St. Stephan durch die von Marc Chagall (1887-1985) seit den 70er Jahren gestalteten Kirchenfenster bekannt geworden.