L'église protestante Altmünsterkirche se trouve quelque peu cachée entre la Münsterstraße et la Walpodenstraße. Avec ses deux tours blanches, ce bâtiment moderne et sobre ne laisse guère deviner sa longue et mouvementée histoire. Selon la légende, le monastère appelé « Altmünster » depuis le début du Moyen Âge a été fondé vers 700 par « Bilehilt » (Sainte Bilhildis), la nièce de l'évêque Rigibert de l'époque, comme petit couvent pour femmes.

Il suivait initialement les règles bénédictines, mais fut rattaché à l'ordre cistercien lors de la réforme de l'Église au XIIIe siècle. Au XVIIe siècle, le monastère dut quitter son emplacement d'origine entre la Bingerstraße et la Bahnhofstraße et fut reconstruit 100 mètres plus au sud dans le style baroque primitif. Altmünster était à l'origine richement décoré. La relique la plus importante était le suaire du Christ, exposé chaque lundi de Pâques, qui se trouve aujourd'hui dans la cathédrale.

En 1802, l'église Altmünster fut cédée par le préfet français à la nouvelle communauté protestante unifiée de Mayence. Les bénédictins de Jakobsberg, qui avaient entre-temps élu domicile à Altmünster, durent quitter l'église et le monastère. Pour la première fois depuis la guerre de Trente Ans, un office protestant fut à nouveau célébré à Mayence, à Altmünster. Quelques années plus tard seulement, les protestants durent déménager dans la petite église Welschnonnenkirche sur ordre de Napoléon. Le monastère d'Altmünster, placé sous l'autorité de l'administration militaire française, devint d'abord une maternité, puis un hôpital militaire à partir de 1808. Altmünster continua d'être utilisé à des fins militaires dans les années qui suivirent : à partir de 1895 comme lieu de culte protestant pour la garnison, puis comme église catholique française pour la garnison.

En 1929, la communauté protestante de Mayence racheta l'église au Trésor public pour 88 000 Reichsmark. L'Altmünsterkirche devint la troisième église protestante de la ville après la St. Johannis-Kirche et la Christuskirche.

Pendant la période nazie, l'église et le Wartburgheim voisin furent le centre du « mouvement religieux des chrétiens allemands » et redevinrent une église de garnison à partir de 1936. Après la destruction d'Altmünster pendant la Seconde Guerre mondiale, la vie communautaire s'est complètement arrêtée.

Ce n'est qu'à la fin des années 50 que l'église fut réaménagée et reconstruite dans le style de l'époque par l'architecte Otto Vogel. Les ornements de la façade est furent supprimés, le portail datant de la fin de la Renaissance démoli, les tours réaménagées et les fenêtres réduites. L'entrée principale fut déplacée vers l'ouest, côté Walpodenstraße.

L'église a été reconsacrée en 1960 et sert depuis lors de lieu de culte à la paroisse d'Altmünster. Grâce à une étroite collaboration avec le conservatoire, l'église d'Altmünster dispose de deux orgues : en semaine, les étudiants s'y exercent, tandis que le week-end et les jours fériés, les orgues résonnent pendant les offices religieux.