Die Klosterkirche Bordesholm ist ein langgestreckter Backsteinbau. Die Kirche ist turmlos, das hohe Satteldach trägt einen Dachreiter. In ihren einheitlich gotischen Formen gilt die Kirche als eine der schönsten Bauten des Landes. Die Bauzeit für den ersten Bauabschnitt begann 1309. 1332 wurde die Kirche geweiht. Sie hatte anfangs ein dreijochiges Mittelschiff mit begleitenden Seitenräumen. Nach oben wird der Kirchenraum durch ein spätgotisches Kreuzrippengewölbe auf Rundstabdiensten abgeschlossen. Zwischen 1450 und 1462 wurde im Westen ein Verlängerungsjoch mit schmalen Seitenschiffen angebaut. Es folgte 1490 bis 1509 ein diesmal zweijochiger Verlängerungsabschnitt, sodass der gesamte Bau jetzt aus sechs Jochen bestand. In der Barockzeit wurde schließlich ein Gruftanbau an der Südseite angefügt. In dieser Form ist die Kirche bis heute erhalten.

Das Chorgestühl von 1509 besteht aus 30 Klappsitzen. Die Rückwand ist in Felder aufgeteilt, darüber liegt ein Baldachin mit Maßwerkstirn.

Herzog Friedrich stiftete der Klosterkirche nach dem Tod seiner Frau einen Schnitzaltar, den der Künstler Hans Brüggemann 1521 fertigstellte. Dieser Brüggemann-Altar, auch als Bordesholmer Altar berühmte Schnitzaltar wurde 1666 von Bordesholm in den Schleswiger Dom überführt. 1672 überließ die St. Johanniskirche in Brügge eine ebenfalls Brüggemann oder seiner Werkstatt zugeschriebenen geschnitzte Darstellung der Kreuzigung der Bordesholmer Kirche. Diese befindet sich heute auf Schloss Gottorf.

Der heutige Altar mit großem, spätbarockem Aufbau stammt von 1727. Im Sockelbild zeigt er das Abendmahl, im Hauptbild die Taufe Christi. Bekrönt ist er mit Wolken und Strahlenkranz. Der Altar wurde von Herzog Carl-Friedrich von Schleswig-Holstein-Gottorf gestiftet, als die Kirche nach jahrzehntelangem Leerstand eine neue Nutzung als Gemeindekirche erhielt.

Im Mittelgang zwischen dem ersten und dem zweiten Erweiterungsteil steht auf einem Sandsteinsockel die Bronzetumba mit den liegenden Figuren des Herzogpaares Anna von Brandenburg und Friedrich I. von Schleswig-Holstein-Gottorp. Es ist das bedeutendste spätgotische Grabmal im Land. Die Wandungen zeigen Reliefs der Wappen der beiden Toten, der Verkündigung und die Figuren der 12 Apostel. Vor den Ecken stehen als Freifiguren vier leuchtertragende Engel. Der Sarkophag ist allerdings leer. Die Herzogin ist unterhalb des Kenotaphs im Grabgewölbe des Kirchenschiffs beigesetzt, der Herzog hat sein Grab im Schleswiger Dom.

Die ehemalige Sakristei gehört zu den wenigen erhaltenen überirdischen Bauresten des Augustiner-Chorherren-Stifts außerhalb der Kirche. Sie ist die Grabkapelle des 1739 verstorbenen Herzogs Carl Friedrich. Der Herzog war mit Anna Petrowna, der Tochter Peter des Großen, verheiratet und Vater des späteren Zaren Peter III., daher der heutige Name, Russische Kapelle. 1999 wurde bei Sanierungsarbeiten eine spätmittelalterliche Wandmalerei, die die Geißelung Christi darstellt, wiederentdeckt und freigelegt.