Mit der Hofkirche bewahrt das Schlossensemble ein besonderes Kleinod. Der erste protestantische Kirchenbau Mecklenburgs entstand 1560-63 unter Herzog Johann Albrecht I. als programmatisches Bekenntnis zur Reformation. An der Entwurfsplanung war vermutlich auch der aus Schlesien zugewanderte Lombarde Franz Parr beteiligt. In der Nachfolge und Weiterentwicklung der Schlosskirchen in Torgau und Dresden entstand eine ungewöhnliche Verbindung von gotischer Sakralbautradition mit der neuen Raumauffassung der Renaissance.

Im 19. Jahrhundert erhielt der Kirchensaal nach Plänen von Ernst Friedrich Zwirner einen neogotischen Choranbau mit prächtigen, farbigen Glasfenstern. Teile der kostbaren Ausstattung aus der Entstehungszeit wie die Sandsteinkanzel blieben erhalten, der imposante Altar ist heute in der Galerie Alte und Neue Meister am Alten Garten zu bewundern.

Seit 2011 wird die Schlosskirche einer umfassenden Restaurierung unterzogen. Ihre Wiedereröffnung erfolgt voraussichtlich zu Pfingsten 2013, wenn die Kirche ihr 450-jähriges Jubiläum feiert.