Die katholische Steinkirche und der gemauerte Kloster wurden in den 1750-er Jahren auf Kosten des Brazlawer Semstwo-Richters, des Kunstgönners Michał Andrzej Grocholski gebaut. Bereits im Jahre 1758 wurde die Kirche geweiht und begann den geistlichen Zwecken gemäß zu funktionieren.
Der Projektant und Architekt der Kirche war der bekannte italienische Baumeister Paolo Antonio Domenico Fontana. Er verlieh seinem architektonischen Werk die Merkmale des „Wilnaer“ Barocks, der die örtlichen nationalen Traditionen mit dem spätwesteuropäischen Barock erfolgreich vereinigt. In den Kellern der Kirche war die Familienkrypta (Grabbau) von Grocholskis angeordnet.
Das Dominikanerkloster sowie benachbartes Jesuitenkloster wurden zu Teilen des Doppelensembles ― des Mury-Komplexes („Mauern“), das ein gemeinsames Verteidigungssystem hatte und eine bedeutende Rolle beim Schutz der Stadt vor Feinden sowie in der Handelsentwicklung des Territoriums spielte. Nach der Liquidation des benachbarten Klosters im Jahre 1773 wurde die Dominikanerkirche zur Pfarrkirche für die katholische Gemeinde von Winnyzja.
Im Jahre 1832, nach einer gewaltigen Welle der staatlichen Verfolgung, die durch den polnischen Aufstand gegen den Russischen Reich verursacht war, wurde es von den zaristischen Behörden an die Orthodoxen übergeben.
Im Jahre 1855 hat der Vorsteher der Kathedrale, Erzpriester Porfyrij Wosnessenskyji darauf aufmerksam gemacht, dass viele Gemeindemitglieder die Kirche im Winter beinahe nicht besuchen. Die Ursache war die Kälte, darunter auch die Kleriker litten. Daher wurde es beschlossen, eine sogenannte „warme Kirche“ zu errichten, die im unteren Teil der Kathedrale angeordnet wurde, wo sich die Krypta des Geschlechts Grocholski befand. Vorsorglich wurden die Bestattungen der Gründer unter Beteiligung des katholischen Klerus verlegt: ein Teil – zu einer anderen Kirche und der Rest – außerhalb der Kirche. Die untere Kirche wurde zu Ehren von Hl. Kosmas und Damian, zum Gedächtnis an die vorherige Kathedrale, geweiht.
Unter sowjetischer Herrschaft wurde die Kirche geschlossen und in ein Gummilager umgestaltet, doch wurde die Kathedrale während der Nazi-Besetzung wiederum funktionierend und existierte in solchem Status fast 20 Jahren lang. Danach wurde die Verklärungskirche wiederum geschlossen, in ihrem Raum war das Körperkulturhaus, und später ― den Saal für Orgel -und Kammermusik der Gebietsphilharmonie angeordnet. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion wurde die Kirche an die Religionsgemeinschaft schließlich zurückgegeben. Derzeit ist es die Kathedrale der orthodoxen Kirche der Ukraine sowie die Residenz des Metropoliten von Winnyzja und Bar.
Die räumliche Komposition des Komplexes der ehemaligen Kirche hat sich mehrmals geändert. Doch während der letzten Restaurierung in den 1990-er Jahren unter Führung vom Architekten W. Otschenaschko war das Bild der Kirche in ihrer gegenwärtigen ostchristlichen Verkörperung maximal ergänzt. An die Tatsache, dass das Gebäude als eine katholische Kirche errichtet wurde, erinnert das aufgedeckte Fragment des Originalgemäldes der Wände und der Decke, das man in der Küsterei rechts vom Hauptaltar sehen kann. Es wurden das Kirchengebäude, Zellen, Mauern und ein Wehrturm des Mury-Komplexes mit Klosterställen an der südwestlichen Ecke des ehemaligen Ensembles erhalten geblieben.
