Daugavpils Vissvētākās Jaunavas Marijas bezvainīgās ieņemšanas Romas katoļu baznīca dibināta kā pilsētas Sv. Pētera draudzes filiāle. Ņemot vērā pilsētas attīstību, tika izlemts celt jaunu dievnamu Jaunbūves rajonā. Būvēšanas atļauju saņēma 1902.gadā, bet patstāvīga draudze tika izveidota 1912.gadā. Baznīcas ēku projektēja arhitekts Vilhelms Neimanis. Būvdarbus vadīja vietējais inženieris Jozafats Hludziņskis. Dievnamu sāka celt 1903. gada aprīļa vidū, bet pabeidza un iesvētīja 1905. gadā.
Dievnama divtorņu fasāde veidota neobaroka formās. Baznīcā izveidota Lurdas Dievmātes kapela. Neobraokālais centrālais altāris, kā arī neogotiskie sānu altāri, kas ir no koka, darināti 1905. -1906. gadā. Neogotikas formās risināti baznīcēnu soli un biktssoli, kancele, kuru rotā ažūrs metālkalums. Greznas, smalki izstrādātas metālkaluma margas veidotas arī ērģeļu luktai.
Centrālajā altārī ievietota Bartolomē Estebana Muriljo gleznas “Bezvainīgā Dievmāte” kopija, ko 1906. gadā Pēterburgā darinājis Aleksandrs Sergejs Boravskis. Dievnamā atrodas poļu ērģeļbūvētāju lielākais darinātais instruments Latvijā – ar 1909. gadu datētās ērģeles tapušas Ādolfa Homana firmā (Varšava, Viļņa).