Небольшой по своим размерам каменный католический храм был построен в 1785 году рядом с витебским католическим кладбищем. После завершения строительства церковь была освящена первым могилёвским архиепископом Станиславом Богуш-Сестренцевичем во имя святой мученицы Варвары. Сначала исполнял роль кладбищенского храма, затем стал приходским.
В конце XIX века число прихожан храма выросло настолько, что здание перестало вмещать верующих. В 1884—1885 годах проходила перестройка храма в неороманском стиле по проекту архитектора В. Пиотровского, которая существенно увеличила его вместимость. После перестройки храм был переосвящён 4 декабря 1885 года.
В 1935 году церковь св. Варвары была закрыта, здание использовалось в качестве склада. Во время Великой Отечественной войны были разрушены башни, в послевоенное время здание храма стояло заброшенным.
Реставрация здания церкви началась в 1988 году. Первоначально там планировали организовать концертный зал, однако после распада СССР и восстановления структур Католической церкви в Белоруссии, церковь св. Варвары была возвращена верующим. В 1993 году возвращённый прихожанам храм был освящён архиепископом Казимиром Свёнтеком. 13 октября 1999 года из Минско-Могилёвской архиепархии была выделена отдельная епархия Витебска, а храм св. Варвары стал кафедральным собором новой епархии.
Очень красиво и впечатляюще снаружи. Была в воскресенье, попала внутрь, наревелась от души, а какой аромат лилий там стоял, что-то невероятное. Ушла за минуту до начала службы, теперь жалею, посещу в следующий приезд. С Ленина 56 дошла за полчаса быстрым шагом.
Яндекс пишет, что заведение начинает работу с 17:00. Когда подъезжаешь на машине в темное время суток (чуть раньше начала времени работы), то понимаешь, что машину рядом ставить негде. На территории самого костела можно поставить не более 5 машин. И то не ясно, могут ли там парковаться простые люди.
Внешне костел, как и территория не подсвечивается. А несмотря на включенный свет внутри и некое движение, двери были закрыты.
Сложилось впечатление, что никто никого не ждал...