Славиnся Костёл чудотворной иконой Брестской Божьей матери. Её в 16 веке привез из Рима брестский Каштелян Адам Потей. Это была копия иконы Божьей матери из базилики Санта Мария Маджора. Вначале икона находилась в монастыре бернардинцев, который стоял на территории старого Бреста; после разрушения монастыря её перенесли в Храм доминиканцев, а после пожара, передали во вновь отстроенный кафедральный костёл. Икона Брестской Божьей Матери была возвращена в Костёл в 1992 году.

Костёла, построен в 1856 в стиле позднего классицизма. В 1948 году Костёл был закрыт, и до 1990 года в нем размещался краеведческий музей. В 1950—57 перестроен. Представляет собой прямоугольную в плане 3-нефовую кирпич, базилику с полукруглой апсидой, завершающей центральный неф. Архитектура здания отличается симметричностью, лаконичными формами и скромным декором.
Главный фасад оформлен треугольным фронтоном, по сторонам которого 2 башни, профилированным карнизом с поясками, лопатками, филёнками, прямоугольными нишами, завершёнными треугольными декоративными фронтончиками. Вход подчёркнут высоким прямоугольным крыльцом и декорирован классическими ордерными элементами.
Восстановлен в середине 90-годов.