Αφιερωμένο στην Παναγία την Παναγία - "Παναγία των Παρισίων" - το μικρό αρχικό παρεκκλήσι λειτουργούσε αρχικά από τους Ιησουίτες. Στη συνέχεια ήρθαν οι Σουλπικοί πατέρες, οι οποίοι το 1657 ανέλαβαν την κατασκευή μιας μεγαλύτερης Εκκλησίας. Ο Σουλπικός François Dollier de Casson ήταν ο αρχιτέκτονας του και η σημερινή Οδός Notre-Dame χρησίμευσε ως ο αρχικός χώρος. Η κατασκευή του, σε μπαρόκ στιλ ολοκληρώθηκε μεταξύ 1672 και 1683. Μέχρι το 1800, η εκκλησία του Dollier είχε γίνει πολύ μικρή και ο Fabrique αποφάσισε να χτίσει την εκκλησία που γνωρίζουμε σήμερα. Για να σχεδιάσει τη Νέα Εκκλησία, το οικοδομικό Συμβούλιο προσέλαβε τις υπηρεσίες του αρχιτέκτονα της Νέας Υόρκης Τζέιμς Ο'ντόνελ – ο ίδιος Ιρλανδός Προτεστάντης από την καταγωγή. Ο o'donnell και ο Fabrique επέλεξαν το γοτθικό στιλ αναβίωσης στη συνέχεια στη μόδα στην Αγγλία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι κύριες κατασκευαστικές εργασίες πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 1824 και 1829. Ο o'donnell δεν έζησε για να δει το έργο του να ολοκληρώνεται. Πέθανε στο Μόντρεαλ το 1830. Λίγο πριν από το θάνατό του, είχε μετατραπεί σε καθολικισμό και θάφτηκε στην κρύπτη της νέας εκκλησίας, όπου ο τάφος του χαρακτηρίζεται από πλάκα. Η παλιά εκκλησία που βρισκόταν πίσω από το δρόμο κατεδαφίστηκε το καλοκαίρι του 1830, εκτός από τον καμπαναριό της, ο οποίος επέζησε μέχρι το 1843, όταν οι Δίδυμοι Πύργοι της Βασιλικής Notre-Dame ολοκληρώθηκαν από τον αρχιτέκτονα John Ostell. Ο δυτικός πύργος, με το παρατσούκλι La Persévérance (επιμονή) και τελείωσε το 1841, στεγάζει το μεγάλο κουδούνι που βαφτίστηκε "Jean-Baptiste", βάρους 11 τόνων (11.000 κιλά ή 24.000 λίβρες). Ο ανατολικός πύργος, με το παρατσούκλι La Tempérance (Temperance), ολοκληρώθηκε το 1843 και στεγάζει ένα carillon 10 κουδουνιών. Το 1889, ο Curé Léon-Alfred Sentenne ανέθεσε στους αρχιτέκτονες Perreault και Mesnard να χτίσουν ένα παρεκκλήσι που θα φιλοξένησε τελετές για μικρότερες εκκλησίες, όπως γάμους και κηδείες. Ονομάστηκε Το Παρεκκλήσι της Notre-Dame du Sacré-Cœur (η Παναγία της Ιερής Καρδιάς) και αφιερώθηκε στις 8 Δεκεμβρίου 1891, ημερομηνία της γιορτής της αμόλυντης σύλληψης, χτίστηκε σε γοτθικό στιλ αναβίωσης με πληθώρα γλυπτικών μοτίβων. Δυστυχώς, μια πυρκαγιά κατέστρεψε σοβαρά το παρεκκλήσι στις 7 Δεκεμβρίου 1978. Η ανακατασκευή πραγματοποιήθηκε από την αρχιτεκτονική εταιρεία των Jodin, Lamarre, Pratte and Associates, του οποίου το σχέδιο πρότεινε την ανοικοδόμηση των δύο πρώτων επιπέδων να είναι πανομοιότυπα με το αρχικό παρεκκλήσι, με εξειδικευμένους ξυλουργούς, γλύπτες και ξυλουργούς χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους. Το θησαυροφυλάκιο χτίστηκε σε μοντέρνο στιλ που επιτρέπει φυσικό φωτισμό. Το νέο παρεκκλήσι άνοιξε το 1982. Στυλιστικά, η εμφάνιση της εκκλησίας σε εσωτερικούς χώρους στα πρώτα της χρόνια ήταν πολύ διαφορετική από τη σημερινή της εμφάνιση. Ο τοίχος στο τέλος του ιερού ήταν επίπεδος και φωτίστηκε από ένα μεγάλο παράθυρο, με τον παραδοσιακό τρόπο των Αγγλικών γοτθικών εκκλησιών. Έξι πίνακες από την Παλιά εκκλησία κρεμάστηκαν σε αυτόν τον τοίχο. Για λόγους οικονομίας, ο ψηλός βωμός της παλιάς εκκλησίας μεταφέρθηκε στο νέο ιερό. Αυτός ο βωμός βρίσκεται σήμερα στον δυτικό τοίχο του πλευρικού παρεκκλησίου αφιερωμένου στην Αγία Μαργαρίτα ντ ' Γιουβίλ. Στο κυρίως ναό, οι κίονες ζωγραφίστηκαν για να δώσουν μια ρεαλιστική εντύπωση φλεβικού μαρμάρου. Το έργο αυτό εκτελέστηκε από έναν Ιταλό καλλιτέχνη από τη Νέα Υόρκη, τον Angelo Pienovi. Μεταξύ 1870 και 1900, η δεύτερη φάση διακόσμησης της εκκλησίας ήταν έργο του Curé Victor Rousselot και του Victor Bourgeau, του πιο ενεργού αρχιτέκτονα του Κεμπέκ εκείνης της εποχής. Ενώ ταξίδευε στη Γαλλία, ο Rousselot είχε εντυπωσιαστεί βαθιά από το στυλ και τον συμβολισμό του Sainte-Chapelle στο Παρίσι, το οποίο πρότεινε ως πηγή έμπνευσης για το Bourgeau. Τα μπλε και χρυσά χρώματα που επιλέχθηκαν, τα επιχρυσωμένα φύλλα στο θόλο και στις στήλες θυμίζουν ιδιαίτερα το Sainte-Chapelle. Αυτή η πολύχρωμη διακόσμηση αποτελείται εξ ολοκλήρου από Γλυπτό ξύλο.