Kościołem pomocniczym parafii Świętych Aniołów Stróżów jest sanktuarium Matki Bożej Bolesnej, Patronki Wałbrzycha – najstarsza świątynia w mieście, której początki sięgają XII wieku. W 1191 r. istniał tu drewniany kościół pw. Najświętszej Maryi Panny, do którego przybywali liczni pielgrzymi, ponieważ pod ołtarzem wypływało cudowne źródełko mające moc uzdrawiania wzroku. Również umieszczona w kościółku średniowieczna figura Matki Bożej Bolesnej była celem licznych pielgrzymek. Od 1278 r. osada Wałbrzych wchodziła w skład Księstwa Świdnickiego, a od 1326 r. Księstwa Świdnicko-Jaworskiego. Zapis w „Liber fundationis Episcopatus Vratislaviensis” z 1305 r. świadczy, że w tym czasie Wałbrzych z kościołem Matki Bożej Bolesnej był parafią dla wielu mniejszych okolicznych osad. Pod koniec XIII wieku księstwo przeszło pod panowanie czeskich Luksemburgów. W 1426 r. Wałbrzych uzyskał prawa miejskie. Po wybudowaniu dwa lata później kościoła pw. św. Michała mały kościółek Matki Bożej Bolesnej pełnił rolę sanktuarium pielgrzymkowego, a także kaplicy pogrzebowej zwanej „kaplicą na Piasku” przy położonym nieopodal cmentarzu. W 1548 r., w czasach reformacji, kościół św. Michała zagarnęli protestanci, dopiero w 1654 r. został zwrócony katolikom. Kościółek maryjny w latach 1714-18 został przebudowany i otrzymał istniejącą do dziś formę murowanego, jednonawowego kościoła. W XIX wieku na skutek szkód górniczych wyschło cudowne źródełko za ołtarzem. Jednak umieszczona w świątyni cudowna figura Matki Bożej Bolesnej od stuleci przyciąga pielgrzymów, którzy do dziś przybywają z prośbami i podziękowaniami za otrzymane łaski.

Rozwój górnictwa w Wałbrzychu w 2. poł. XIX wieku spowodował znaczny rozwój miasta i wzrost liczby jego mieszkańców. Do pracy w kopalniach przybywali górnicy z hrabstwa kłodzkiego, co przyczyniło się do wzrostu liczby katolików w mieście. Niewielki kościół św. Michała nie mieścił już wiernych, budowa nowego, dużego kościoła parafialnego stała się koniecznością. W listopadzie 1899 r. rozpoczęła się rozbiórka starego kościoła, na miejscu którego w latach 1899-1904 wzniesiono nowy kościół pw. Świętych Aniołów Stróżów. Twórcą projektu był znany architekt z Wrocławia – Alexis Langer. By zrealizować przedsięwzięcie, proboszcz parafii ks. Paul Ganse utworzył towarzystwo budowy kościoła, tzw. Kirchbauverein. Budowa była finansowana zarówno ze środków kościelnych, jak i prywatnych. Wielką rolę odegrał tu właściciel Książa i wałbrzyskich kopalni – książę pszczyński Jan Henryk XI. Wystrój wnętrza powstał w dużej mierze ze zbiórek i fundacji parafian.

Monumentalny, murowany, neogotycki kościół pw. Świętych Aniołów Stróżów na rzucie krzyża łacińskiego usytuowany na wzniesieniu posiada 84-metrową wieżę. Do wejścia głównego prowadzą szerokie schody. Kruchta wprowadza do trójnawowego halowego kościoła ze strzelistymi oknami, w których znajdują się przepiękne witraże. Całość przykrywa sklepienie sieciowe wsparte na wielobocznych ceglanych filarach. W prezbiterium umieszczony jest ołtarz główny, stanowiący tryptyk. W nawach bocznych znajdują się ołtarze: św. Józefa, św. Antoniego oraz Matki Bożej Częstochowskiej, ufundowany w 1946 r. przez Polaków jako wotum wdzięczności za przeżycie wojny. Dwie kaplice boczne poświęcone są Panu Jezusowi Ukrzyżowanemu i św. Teresie. Na uwagę zasługują także epitafia (płyty nagrobkowe) z XVI-XVIII wieku wmurowane w elewację południową oraz renesansowa chrzcielnica i ambona. W tylnej części kościoła znajduje się empora organowa, a w jej środkowej części wykonane przez firmę Schlag & Söhne ze Świdnicy piękne 46-głosowe organy.

W 2000 r. kościołowi pw. Świętych Aniołów Stróżów w Wałbrzychu nadano rangę kościoła Jubileuszowego Roku 2000. W tym czasie rozpoczęto gruntowny remont świątyni zakończony w 2003 r. 3 maja 2010 r. kościół podniesiony został do rangi i godności kolegiaty, a 15 września tego roku powołano przy niej kapitułę księży kanoników.

W kościele kolegiackim Matki Bożej Bolesnej i Świętych Aniołów Stróżów znajdują się relikwie św. Maksymiliana Marii Kolbego oraz bł. Matki Zofii Czeskiej, patronki honorowych dawców krwi.