Pierwotny kościół stojący w tym miejscu Wniebowzięcia Matki Bożej powstał w 1538 roku z fundacji królowej Bony Sforza, żony króla Zygmunta Starego. Na początku XVII wieku świątynia jako fara zostaje przekazana franciszkanom, których sprowadził do Krzemieńca biskup łucki Marcin Szyszkowski.
Obecna, barokowa świątynia powstała w 1606 roku z fundacji książąt Wiśniowieckich i Zbaraskich, sfinansowali oni również budowę klasztoru. W połowie XVII wieku kościół został znacznie przebudowany i powiększony, wybudowana została też dzwonnica. W 1832 roku po upadku powstania listopadowego, klasztor został zamknięty a świątynię przekazano wiernym prawosławnym. Obecnie w budowli mieści się sobór św. Mikołaja.