Побудований у 15 ст., костьол Діви Марії, незважаючи на наступні перебудови, є гарним зразком горизонтальної готики. Його монументальний фасад прикрашений потужним ступінчастим фронтоном – характерною деталлю, що знаменує перехід від готики до ренесансу. Під фронтоном розміщене широке готичне вікно з розтрубом, а з боків розташовані дві ренесансні каплиці, перекриті куполами. Вони прекрасно гармоніюють із фасадом собору, утворюючи єдиний урівноважений ансамбль.
Історія храму досить драматична. Вона нерозривно пов’язана з долею ікони Летичівської Богоматері.
У 1606 р. до Летичева прибули отці домініканці з копією ікони Богородиці з римської базиліки Св. Петра, яку вони одержали в дарунок від Папи Климента VIII.
Єпископ Кам’янецький Павло Валуцький заснував у місті Санктуарій (місце зберігання чудотворної ікони), а летичівський староста Ян Потоцький зі своєю дружиною Єлизаветою заклав на територіїЛетичівського замку каплицю. Згодом вона стала храмом, біля якого й виник монастир домініканців.
Однак під час війни Богдана Хмельницького Летичів було атаковано козаками й спалено. Домініканці встигли перенести ікону до Львова.
У 1722 р. ікону було повернуто до монастиря, а в 1778 р. Папа Пій VI коронував ікону як чудотворну. В 19 ст. храм передали православній церкві, а ікону вивезли до Польщі. Нині вона знову повернулася «додому».