В 1600 году владелица участка, называемого «100 полей», А.Пстроконская подарила землю вместе с двором и садом монахам-доминиканцам под постройку семинарии. Вопреки решению магистрата, монахи начали строить деревянный костёл. Городские власти выступили против, поскольку укрепленное место на горе, попав в руки врага, могло представлять опасность для Львова и земли церкви не облагались налогом.

Здание римокатолического костёла святой Марии Магдалены было построено между 1600 и 1612 годами монахами-доминиканцами за городскими стенами к югу от городских стен Львова, на месте старого деревянного костёла. Рядом была построена семинария и келии монастыря. Авторами проекта были архитекторы А.Келар и Я.Годный. Строительство было закончено в 1635 году.

В 1648 году монастырские укрепления, как и близлежащий монастырь Святого Лазаря, захватили войска Богдана Хмельницкого.

Впоследствии здание неоднократно подвергалось изменениям. В 1754-1758 году костёл расширил и перестроил архитектор М.Урбаник, были изменены фасады, достроены башни. Во время секуляризационной реформы австрийского императора Иосифа II в 1786 году костёл сделали приходским, а в монастыре была учреждена тюрьма для женщин легкого поведения (закрыта в 1922 году).

Современный вид костёл приобрёл в 1870 году. Сооружение является трёхнефной шестистолпной базиликой с вытянутым хором и апсидой, которые перекрыты крестовыми сводами. В архитектуре здания соединяются элементы стилей барокко и возрождения.

В 1932 году здесь был установлен изготовленный в Чехии орган фирмы «Rieger-Kloss» — самый большой на территории Украины.

В 1960-х годах здесь было основано львовское учреждение культуры Дом орга́нной и ка́мерной му́зыки. С 1962 в здании костёла некоторое время размещался спортивный зал, а здание келий было передано в пользование Львовской политехнике (корпус №16).

С 1998 года в здании опять происходят римско-католические богослужения. Римско-католическая община Святой Марии Магдалины добивается полной передачи в их руки здания.