19. gadsimta beigās Grīvā bija gan vecticībnieku, gan ebreju dievnami, bet Romas – katoļu draudzei savas baznīcas nebija. Pēc pēdējā lielākā ugunsgrēka 1845. gadā Grīva bija pārvērsta gruvešos. Vietējie iedzīvotāji dienu un nakti lūdza Dievu, lai Tas pasargā viņus no nelaimēm. Teika vēstā, ka vienā tādā lūgšanu naktī kādam daudzbērnu ģimenes tēvam parādījās Jaunava Marija un teica, lai cilvēki uzceļ baznīcu un tajā lūdz Dieva žēlastību. Jaunavas Marijas parādīšanās notika nelielā dārzā uz grāfa Augusta fon Etingena zemes. Negaidot rītausmu, daudzbērnu ģimenes tēvs steidzās šo ziņu pavēstīt pārējiem kaimiņiem, atstāstīdams vārds vārdā Dievmātes teikto. Rīta pusē par šo jaunumu zināja viss Grīvas miestiņš. Vietā, kur tika redzēta Jaunava Marija, ieradās arī pats Augusts fon Etingens. Viņš nokrita ceļos un ilgi lūdza Dievu, bet pēc tam lika Dievmātes parādīšanās vietā novietot krustu un sakot, ka šo vietu atvēlēs baznīcas celšanai. Tas notika 1860. gadā. Daudzbērnu ģimenes tēvs esot gājis no mājas uz māju, vākdams ziedojumus baznīcas celšanai. Kad pēc 20 gadiem līdzekļi tika savākti, Grīvas miestiņa iedzīvotāji lūdza atļauju baznīcas celšanai.
Dievnama projekta izstrādāšana tika uzticēta Daugavpils pilsētas arhitektam V. Neimanim. 1881. gada 18. janvārī Garīgo lietu departaments ar priekšrakstu Nr. 538 Kurzemes gubernatoram deva atļauju baznīcas būvei. Būvei atvēlētais laukums bija 20 asis (42, 7 m) garš un 30 asis (64 m) plats. Meklējot iespēju tūlītējai dievkalpojumu svinēšanai, sākotnēji ierīkoja koka namu, kuru iesvētīja toreizējais Zemgales dekāns Jāzeps Tamulevičs. Tas notika 1881. gada 6. septembrī, un tajā pašā dienā Grīvā tika nosvinēts pirmais katoļu dievkalpojums. 1882. gada maijā tika iesākta pamatu likšana mūra dievnamam: priekšējai fasādei tie tika likti 11,5 pēdu (3, 5 m) dziļumā, bet altāra dienvidu pusē to dziļums bija 5 pēdas (1 , 5 m). Pamatus svinīgi iesvētīja Lauceses prāvests Drukšteins 1882. gada 21. jūnijā. Akmens ar stikla caurulē ievietotu pergamentu tika iemūrēts altāra labajā sienā, vietā, kur sākas apsīde. 1883. gadā uzbūvēja 5 pēdas augstu pamatu no plēstiem laukakmeņiem, bet baznīcas stūri tika pārklāti ar kaltiem akmeņiem. Ķieģeļu sienas sāka mūrēt 1884.gadā, un turpmākajos gados tika pabeigta visas baznīcas būve.
Dievnams tika celts 1881. – 1889. gadā, 1935. – 1942. gadā to pārbūvēja. Kopš 1938. gada te atrodas Dekanāta centrs. 1990. gadā dievnamam līdzās, pieskaņojot baznīcas arhitektūrai, pēc Kazimira Lielauša projekta tika uzcelts ķieģeļu zvanu tornis.
Ēkas fasāžu veidojumā un dekorējumā izmantoti gotikas un romānikas motīvi. Nozīmīgākais dievnama interjera akcents – logailās ievietotās vitrāžas, kas 1889. gadā tapušas Sv. Lukasa vitrāžu darbnīcā Varšavā. Dievnama vitrāžas ir vienīgie Latvijā atrodamie Varšavas Sv. Lukasa vitrāžu darbnīcas meistaru darinājumi Latvijā. Ērģeļu luktā virs baznīcas ieejas atrodas Frīdriha Veisenborna darbnīcā (Krustpilī) 1890. gadā izgatavotas ērģeles ar neogotikas prospektu.
Kristietības 2000 gadu jubilejas misiju piemiņai 1999. gada 12. – l8. jūlijā pie dievnama tika uzstādīts arī misiju krusts. V. E. bīskaps Anotons Justs, kapucīnu tēvi un Nabadzīgā Bērna Jēzus kongregācijas māsas iestādīja 3 tūjas kā Svētās Trīsvienības simbolus.