Die dreischiffige gotische Hallenkirche, die größte im Erzstift Bremen, entstammt der ersten Hälfte des 14. Jahrhunderts und wurde anstelle eines Vorgängerbaus errichtet, der wohl bis in das 11. Jahrhundert zurück reicht. Der Westturm geht in das 13. Jahrhundert zurück. Beim Stadtbrand von 1659 wurde die Kirche im Inneren zerstört und danach neu ausgestattet. Der Raum wird durch die massiven Säulen, welche die hohe Rippendecke tragen, und die barocke Ausstattung geprägt. Der Turm erhielt wie St. Cosmae eine hohe Haube, die 1724 durch Blitzschlag zerstört und durch das flache Zeltdach ersetzt wurde. Von der Innenausstattung bemerkenswert sind Altar und Kanzel von 1660, Kronleuchter des 16. und 17. Jahrhunderts und eine Reihe von Epitaphen.
Das Kircheninnere wurde 1991 im Zusammenhang mit der Orgelrestaurierung weitgehend restauriert. Dabei konnte ein Teil der alten Deckenbemalung wiederhergestellt werden. Eine letzte Restaurierung und Renovierung des Mauerwerks und des Innenraums fand 2017 statt.

Die Bielfeldt-Orgel in St. Wilhadi hat eine lange Vorgeschichte: Schon für das Jahr 1322 ist eine Orgel bezeugt. 1724 vernichtete ein Blitzschlag Turm und die erste von Arp Schnitger selbständig erbaute Orgel (1678). Im Dezember 1730 wurde Erasmus Bielfeldt (Celle/Bremen) mit einem Orgelneubau beauftragt, der sich daraufhin in Stade niederließ. Im Januar 1736 wurde die neue Bielfeld-Orgel eingeweiht. Über die Jahrhunderte wurde die Orgel durch die in Stader Orgelbauwerkstätten Wilhelmy und Röver gewartet und leicht verändert. Im ersten Weltkrieg wurden die Prospektpfeifen aus Zinn beschlagnahmt. 1990 wurde eine umfangreiche Restaurierung der Orgel durch Jürgen Ahrend (Leer) fertiggestellt.

Hauptwerk CD–c³
Principal .............. 16’ A
Quintatön ............ 16’ B
Octave ................... 8’ B
Viola da Gamba .... 8’ A-B
Gedact ................... 8’ B
Octave ................... 4’ B
Nashat ................... 3’ B
Octave ................... 2’ B
Mixtur ...............4–6f. A
Cimbel .................. 3f. A
Trompete ............. 16’ B
Trompete ............... 8’ B

Positiv CD–c³
Octave ................... 8’ A-B
Rohrflöte ............... 8’ A-B
Quintadena ........... 8’ B
Octave ................... 4’ B
Quinte .................... 3’ B
Octave ................... 2’ A
Sesquialtera ......... 2f. A
Scharf ...............3–4f. A
Fagott .................. 16’ B
Vox humana .......... 8’ A

Brustwerk CD–c³
Flute douce ........... 8’ B
Octave ................... 4’ A
Flute douce ........... 4’ B
Superoctave ......... 2’ A-B
Quinte ............ 1 1/2’ A
Scharf ...............3–4f. A
Dulcian .................. 8’ B
Schalmey .............. 4’ A

Pedal CD–d¹
Principal ............ 16’ A-B
Subbaß .............. 16’ B
Octave ................. 8’ B
Octave ................. 4’ B
Rauschquinte ..... 2f. B
Mixtur ...............4–5f. A
Posaune .............. 16’ B
Trompete .............. 8’ B
Trompete .............. 4’ A
Cornet ................... 2’ A

zwei Zimbelsterne, Generaltremulant

Pfeifenmaterial:
B=Erasmus Bielfeldt (1736)
A=Jürgen Ahrend (1990)

Koppel: Manualschiebekoppel BW an HW; Spiel- und Registertraktur mechanisch; Stimmung: Werkmeister II (modifiziert), Stimmtonhöhe: a¹=473 Hz, g¹=418,4 Hz (bei 11 °C).