Это единственный католический храм в Томске.
Историческим ядром католической общины Томска стали ссыльные поляки и литовцы, отправленные в Сибирь после подавления восстания 1830 года. Инициатором постройки явился сосланный в Томск французский подданный граф Александр Машинский.

Храм бы построен в 1833 году по проекту архитектора К. Г. Турского. Томская церковь стала первым католическим храмом Западной Сибири. В 1862 году в церкви был установлен орган.

Интересно, что вплоть до 1917 года храм носил два названия. Для «внутреннего пользования» католики использовали имя «Храм Богородицы Царицы Розария», однако, поскольку молитва розария отсутствует в православной традиции, для облегчения взаимодействия с чиновниками использовалось другое название — «Храм Покрова Богородицы». Эти два имени используются по отношению к храму до сих пор.

После революции храм некоторое время функционировал, однако в 1938 году был закрыт и «передан на нужды народной пользы». В дальнейшем в здании размещались конюшня НКВД и склад планерного клуба. После длительной реставрации в 1979 г. в здании разместился городской планетарий.

Храм был передан католическому приходу в 1990 году, а 6 октября 1991 года состоялось торжественное освящение вновь открытого храма.

Архитектура храма выдержана в стилистике позднего венецианского классицизма XVII—XVIII веков. Изначально здание представляло собой в плане прямоугольник, однако после перестройки в 80-х годах XIX века с двух сторон к нему были присоединены новые помещения, изменившие форму здания на крестообразную. Такой томская приходская церковь остается до сих пор.