Согласно архивным данным, 7 августа 1858 года Мария Дмитриевна Руднева, жена надворного советника, продала военному капеллану отцу Бенитусу Липеню участок земли в Орле. Этот участок, расположенный на территории православного прихода святого Павла Исповедника, на пересечении улиц Садовой и Введенской (ныне улицы Горького и 7 ноября), был продан за 275 рублей.

В ноябре следующего года католики подали прошение о разрешении на строительство каменного храма, и губернская строительно-дорожная компания дала согласие. Среди прихожан было собрано 5028 рублей 91 копейка. Сначала была построена временная деревянная часовня, а 21 сентября 1861 года был утвержден проект каменного храма на ее месте. В 1864 году строительство завершилось, и начались богослужения.

Храм представлял собой вытянутый прямоугольник без выделенной алтарной части, выполненный в стиле псевдоготики, характерной для третьей четверти XIX века. Фасад украшали две многогранные башенки, а третья башня с высоким шпилем венчала крышу. Главный вход выделялся глубокой нишей со стрельчатым завершением, над полукруглым порталом располагалось окно-розетта. Боковые стены были расчленены семью стрельчатыми окнами. В 1909 году к задней части здания пристроили ризницу.

Внутреннее пространство храма имело сводчатое перекрытие, стены были украшены плоскими пилястрами. Основным элементом интерьера был ажурный псевдоготический главный алтарь с пятичастной аркой и статуями святых в нишах. Менса престола была украшена изображением Тайной Вечери. По обе стороны алтаря находились ниши, одна из которых вела в сакристию. Вдоль боковых стен пресвитерия располагались два дополнительных алтаря, уменьшенные копии главного. Слева находилась кафедра для проповедей с богато украшенным балдахином. Над входом в храм были устроены хоры.

В 1925 году, согласно новому законодательству, римско-католический приход был зарегистрирован в местных органах власти. Настоятелем стал отец Ян Павлович. Здание храма передавалось в бессрочное пользование приходу Непорочного Зачатия Пресвятой Девы Марии, но в январе 1930 года бесплатное пользование было отменено, и введена арендная плата, которую община вносила до 1 января 1938 года.

В 1931 году арестовали настоятеля Яна Павловича и органистку Софью Романовскую. Священника приговорили к расстрелу, замененному на 10 лет заключения. Вскоре арестовали и расстреляли отца Александра Кучинского. Всего было репрессировано 74 прихожанина, из них 6 расстреляны.

5 апреля 1938 года храм закрыли по постановлению оргкомитета ВЦИК по Орловской области и передали спортивному обществу "Динамо". Во время Великой Отечественной войны здание пострадало незначительно. В начале 1950-х его передали заводу "Продмаш", который капитально перестроил фасады и интерьеры: здание разделили на два этажа, заложили высокие окна, снесли шпили башенок и центральную башню, а над входом устроили балкон.

В 1990-х годах католическая община в Орле была восстановлена. В 1993 году здание бывшей католической церкви взяли под государственную охрану как памятник архитектуры. В 1998 году здание передали римско-католическому приходу, но вскоре это решение отменили.

В 2002 году община приобрела участок на улице Кирпичной для строительства нового храма. В 2004 году были построены дом для священника, часовня и зал для занятий. Приходской центр открылся 29 августа, а 3 июля 2005 года его освятил митрополит Тадеуш Кондрусевич во имя Непорочного Зачатия Девы Марии.