Věnováno Panně Marii Panně - "Notre Dame" - malá původní kaple byla zprvu provozována jezuity. Pak přišli Sulpicianští otcové, kteří v roce 1657 podnikli výstavbu většího kostela. Jeho architektem byl Sulpician François Dollier de Casson a dnešní ulice Notre-Dame sloužila jako původní místo. Jeho stavba v barokním slohu byla dokončena v letech 1672 až 1683. V roce 1800 byl Dollierův kostel příliš malý a Fabrique se rozhodl postavit kostel, který známe dnes. Navrhnout nový kostel, stavební rada zapojila služby newyorského architekta Jamese O ' Donnella-původem irského protestanta. O ' Donnell a Fabrique se rozhodli pro gotický obrození, pak v módě v Anglii a Spojených státech. Hlavní stavební práce probíhaly v letech 1824 až 1829. O ' Donnell se nedožil dokončení své práce. Zemřel v Montrealu v roce 1830. Těsně před svou smrtí konvertoval ke katolicismu a byl pohřben v kryptě nového kostela, kde je jeho hrob označen pamětní deskou. Starý kostel zasazený do cesty byl zbořen v létě 1830, s výjimkou zvonice, která přežila až do roku 1843, kdy byly dvojčaty baziliky Notre-Dame dokončeny architektem Johnem Ostellem. Západní věž, přezdívaná La Persévérance (Perseverance) a dokončená v roce 1841, obsahuje velký zvon pokřtěný "Jean-Baptiste" o hmotnosti 11 tun (11 000 kilogramů nebo 24 000 liber). Východní věž, přezdívaná La Tempérance (Temperance), byla dokončena v roce 1843 a sídlí zvonkohra 10 zvonů. V roce 1889 Curé Léon-Alfred Sentenne pověřil architekty Perreaulta a Mesnarda, aby postavili kapli, která by pojala obřady pro menší sbory, jako jsou sňatky a pohřby. Pojmenovaná Kaple Notre-Dame du Sacré-Cœur (Panna Maria Nejsvětějšího Srdce) a vysvěcená 8. prosince 1891, datum svátku Neposkvrněného početí, byla postavena v gotickém obrození s množstvím sochařských motivů. Bohužel, oheň vážně poškodil kapli 7. prosince 1978. Rekonstrukci provedla architektonická firma Jodin, Lamarre, Pratte and Associates, jehož plán navrhl přestavět první dvě úrovně tak, aby byly shodné s původní kaplí, se zkušenými tesaři, sochaři a dřevaři pomocí tradičních metod. Klenba byla postavena v moderním stylu umožňujícím přirozené osvětlení. Nová kaple byla otevřena v roce 1982. Stylisticky, vzhled kostela v jeho raných letech byl velmi odlišný od jeho současného vzhledu. Stěna na konci svatyně ležela plochá a byla osvětlena velkým oknem, tradičním způsobem anglických gotických kostelů. Na této zdi bylo zavěšeno šest obrazů ze starého kostela. Do nového svatostánku byl kvůli tomu přemístěn hlavní oltář starého kostela. Tento oltář stojí dnes na západní stěně boční kaple zasvěcené Svaté Marguerite d ' Youville. V lodi byly sloupy namalovány tak, aby vytvářely realistický dojem žilkovaného mramoru. Toto dílo provedl italský umělec z New Yorku Angelo Pienovi. Mezi lety 1870 a 1900 byla druhá fáze výzdoby kostela dílem Curé Victora Rousselota a Victora Bourgeaua, nejaktivnějšího Quebeckého architekta té doby. Během cestování ve Francii byl Rousselot hluboce ohromen stylem a symbolikou Sainte-Chapelle v Paříži, kterou navrhl jako zdroj inspirace pro Bourgeau. Zvolené modré a zlaté barvy, zlacené listy v klenbě a na sloupech připomínají zejména Sainte-Chapelle. Tato polychromovaná dekorace se skládá výhradně z vyřezávaného dřeva.