Ab 1756 wurde am selben Ort erneut eine größere Kirche gebaut. Man wollte den kurz zuvor heilig gesprochenen Kapuzinerpater und Märtyrer Fidelis von Sigmaringen angemessen verehren. Lediglich die Nordwand des Kirchenschiffs und der Turm der spätgotischen Kapelle blieben stehen. Den Rest schuf Maurermeister Johann Martin Ilg als Neubau. Zugleich erhöhte er den Turm und krönte ihn mit dem charakteristischen Zwiebeldach.
Für die Innengestaltung wurden auf Anordnung von Fürst Josef Friedrich namhafte Künstler der Zeit verpflichtet. Die Freskenmalereien stammen von Andreas Meinrad von Ow. Altäre, Stuck und Plastiken schufen Johann Jakob Schwarzmann, Johann Michael Feuchtmayer und Johann Georg Weckenmann. So entstand eine der bemerkenswertesten Rokokokirchen der Region.
Als einzigartige Reliquie beherbergt die 1763 geweihte Kirche die Wiege des Heiligen Fidelis, Schutzpatron der Stadt und des Landes Hohenzollern. Nach altem Brauch werden die Kinder direkt nach der Taufe kurz hineingelegt und mit einem Segen dem Schutz des Heiligen anempfohlen. Außerdem findet sich hier der kostbare Fidelisschrein und ein Armreliquiar des heiligen Fidelis, gestiftet von Fürst Josef Friedrich.
