Здание церкви Посещения было построено для отпевания при открытом в 1856 году католическом кладбище Санкт-Петербурга. Создатель костела — архитектор и член римско-католической общины Николай Леонтьевич Бенуа. В храме расположился польский приход. Впоследствии при нём действовали детский приют, убежище для бедных и больных женщин, школа, ставшая прогимназией. Последнюю возглавляла монахиня Болеслава Лямент, канонизированная в 1991 году.

Здание имеет эклектичные формы. Первоначально Бенуа спроектировал часовню, но в 1877 году польский приход заказал перестройку. К часовне базиликального типа была добавлена восьмигранная колокольная башня с ярусом звона, часами и высоким конусообразным шатром с католическим крестом. Под церковью Бенуа задумывал сводчатый подвал-склеп. Знаменитый зодчий захоронен в этой крипте, ставшей семейным склепом Бенуа.

Храм функционировал до 1938 года, кладбище было упразднено годом позже. В послевоенные годы церковь служила сначала картофелехранилищем, затем промышленной лабораторией, а большая часть кладбища вокруг церкви была занята промышленной зоной.

В 2002 году здание, нуждающееся в срочной реставрации, вернули католической церкви. Восстановительные работы ведутся с начала XXI века по настоящий момент.