Строительство костела Девы Марии в Бердичеве было начато в 1634 году. Работы проводились на территории монастыря Кармелитов Босых, частью комплекса которого является костел. Строительство велось на протяжении восьми лет, после чего 22 июля 1642 года состоялось торжественное открытие и освящение. Здесь же были построены и кельи. За время своего существования костел много раз подвергался разрушениям, но его отстраивали, реставрировали, проводили перепланировку, использовали помещения для размещения правительственных учреждений. Лишь в конце XX века монастырь вместе с костелом был передан католической общине, которая провела восстановительные работы, отреставрировав башню и нижний храм костела, а также корпуса келий.