Unmittelbar nach der Gründung wurde mit dem Aufbau des Klosters, das im gotischen Stil gebaut worden war, begonnen, denn bereits 1251 erfolgte in der Klosterkirche die Beisetzung der verstorbenen Ehefrau des gräflichen Stifters, Margarete von Kleve. Mit der Altarweihe 1252 dürfte die Klosterkirche fertig gestellt worden sein.
Klosterkirchen wurden von der Geistlichkeit und den Adligen als Begräbnisstätten benutzt. Von 1251 bis 1376 war die Kirche von Graefenthal Grabstätte von 13 Grafen, Gräfinnen und Herzögen von Geldern, die im Chor vor dem Hauptaltar bestattet wurden.
Außerdem wurden Nonnen und Geistliche in der Kirche beigesetzt und es erhielten weitere adlige Personen wie Ditmar von Sulen, Dietrich von Vlodorp, Johann von Groesbeek, u.a. dort ihre Grabstätte als Einlösung des zugesagten Heilsversprechens.
Von der ehemaligen Klosterkirche sind obertägig keine baulichen Reste mehr erhalten. Der Grundriß lässt sich anhand der Abdeckung des Stiftergrabes von Graf Otto II. von Geldern im Freien und mithilfe von Markierungsstelen nachvollziehen. Eine archäolgosche Grabung von 2007 erbrachte Erkenntnisse zum Aussehen der einschiffigen Saalkirche mit 38 Metern Länge und 10 Meteren Breite. 1808 wurde die Kirche nach der Säkularisation abgerissen.

(Klaus-Dieter Kleefeld und Julian Weller, LVR-Redaktion KuLaDig 2021)