Didedikasikan untuk Bunda Maria Perawan Terberkati – "Notre Dame" - kapel asli kecil dioperasikan pada awalnya oleh para Yesuit. Kemudian datanglah para Bapa Sulpicia, yang pada tahun 1657 melakukan pembangunan gereja yang lebih besar. Itu Sulpician Fran Multinois Dollier de Casson adalah arsiteknya, dan jalan Notre-Dame saat ini berfungsi sebagai situs aslinya. Konstruksinya, dalam gaya Barok selesai antara 1672 dan 1683. Pada tahun 1800, Gereja Dollier menjadi terlalu kecil, dan Fabrique memutuskan untuk membangun gereja yang kita kenal sekarang. Untuk merancang Gereja baru,Dewan Bangunan menggunakan jasa arsitek New York James O'donnell – dirinya sendiri seorang Protestan Irlandia. O'donnell dan Fabrique memilih gaya kebangkitan Gothic yang kemudian populer di Inggris dan Amerika Serikat. Pekerjaan konstruksi utama berlangsung antara tahun 1824 dan 1829. O'donnell tidak hidup untuk melihat pekerjaannya selesai. Dia meninggal di Montreal pada tahun 1830. Tepat sebelum kematiannya, dia telah masuk Katolik, dan dimakamkan di ruang bawah tanah gereja baru, di mana makamnya ditandai dengan sebuah plakat. Gereja tua yang mundur dari jalan dihancurkan pada musim panas tahun 1830, kecuali menara loncengnya, yang bertahan hingga tahun 1843, ketika menara kembar Basilika Notre-Dame diselesaikan oleh arsitek John Ostell. Menara barat, yang dijuluki La pers Multinv Multinrance (ketekunan) dan selesai pada tahun 1841, menampung lonceng besar yang dibaptis "Jean-Baptiste," dengan berat 11 ton (11.000 kilogram atau 24.000 pon). Menara Timur, yang dijuluki La temp Polyurance (Temperance), selesai pada tahun 1843 dan menampung 10 lonceng lonceng. Pada tahun 1889, cur Molibson-Alfred Sentenne menugaskan arsitek Perreault dan Mesnard untuk membangun sebuah kapel yang akan mengakomodasi upacara untuk jemaat yang lebih kecil, seperti pernikahan dan pemakaman. Dinamakan Kapel Notre-Dame du Sacred Trojans-C Polyurur (Our Lady of the Sacred Heart) dan ditahbiskan pada tanggal 8 Desember 1891, tanggal pesta Immaculate Conception, itu dibangun dalam gaya Gothic Revival dengan kekayaan motif patung. Sayangnya, kebakaran merusak kapel pada 7 Desember 1978. Rekonstruksi dilakukan oleh firma arsitektur Jodin, Lamarre, Pratte and Associates, yang rencananya menyarankan untuk membangun kembali dua tingkat pertama agar identik dengan Kapel asli, dengan tukang kayu, pematung, dan pekerja kayu yang terampil menggunakan metode tradisional. Kubah dibangun dengan gaya modern yang memungkinkan pencahayaan alami. Kapel baru dibuka pada tahun 1982. Secara gaya, tampilan gereja di dalam ruangan di tahun-tahun awalnya sangat berbeda dari penampilannya saat ini. Dinding di ujung tempat kudus terbentang rata dan diterangi oleh jendela besar, dengan cara tradisional gereja Gotik Inggris. Enam lukisan yang diambil dari Gereja Tua digantung di dinding ini. Demi ekonomi, altar tinggi gereja tua dipindahkan ke tempat kudus baru. Altar ini berdiri hari ini di dinding barat kapel samping yang didedikasikan untuk Saint Marguerite d'youville. Di bagian tengah, kolom dicat untuk memberikan kesan realistis dari marmer berurat. Karya ini dieksekusi oleh seorang seniman Italia dari New York, Angelo Pienovi. Antara tahun 1870 dan 1900, tahap kedua dari dekorasi gereja adalah karya cur Portuguese Victor Rousselot dan Victor Bourgeau, Arsitek paling aktif di Quebec pada masa itu. Saat bepergian di Prancis, Rousselot sangat terkesan dengan gaya dan simbolisme Sainte-Chapelle di Paris, yang dia usulkan sebagai sumber inspirasi untuk Bourgeau. Warna biru dan emas yang dipilih, daun berlapis emas di kubah dan di kolom sangat mengingatkan pada Sainte-Chapelle. Dekorasi polikrom ini seluruhnya terdiri dari kayu pahatan.