Kamień węgielny pod murowany kościół pod wezwaniem św. Józefa położył prymas Polski Wacław Leszczyński w 1664. Równolegle postępowała budowa klasztoru, w którym Ludwika Maria była częstym gościem. Po śmierci królowej w 1667 w świątyni ustawiono trumnę z jej zwłokami.Niedokończony kościół spłonął w 1695. W 1728 rozpoczęto budowę nowej świątyni w obecnym kształcie. Kościół ten projektował Karol Bay, na co wskazuje podpisany z nim kontrakt z 1727 roku, fundatorką była Elżbieta Helena Sieniawska. W 1733 budowę przerwano z braku funduszy i w kilka lat później kontynuowano dzięki pomocy córki fundatorki, Marii Zofii Czartoryskiej i innych ofiarodawców, choć pod innym kierownictwem, gdyż Karol Bay zmarł w 1740. W 1754 zawalił się dach, co zainicjowało II etap budowy kościoła prowadzony w latach 1754–63. W kronikach wizytek varsavianista i historyk sztuki Juliusz A. Chrościcki znalazł następujący wpis opisujący wspomnienia siostry przełożonej dzień po katastrofie: Autorem zwieńczenia fasady i wielkiego ołtarza był Efraim Schroeger.15 sierpnia 1761 odprawiono w nim pierwszą mszę, a konsekracji kościoła dokonał 20 września biskup kijowski Józef Andrzej Załuski.