A igreja foi construída em 1953 e teve sua construção finalizada em 1987, idealizada pelo cônego João Marchesi e com projeto do arquiteto Bernardo Sartori. Em estilo neogótico inglês, a igreja possui uma torre com 65 metros de altura, e um carrilhão de 12 sinos de bronze, chamado de Carrilhão da Independência, que foi fabricado pela fundição Giácomo Crespi, na Itália, e instalado em 1972. Devido a um problema estrutural na torre, apenas três sinos eram usados. No entanto, após reformas, os sinos passaram a funcionar em 2005.
Em seu interior, destacam-se três painéis pintados pelo artista gaúcho Marciano Schmitz, retratando a Aparição de Nossa Senhora, a Alegoria dos Anjos e a Anunciação. Os quadros da Via Sacra foram feitos pelo pintor, escultor e restaurador uruguaio Pablo Orono Herrera. O artista usou madeira e argila, tendo ao fundo pintura sobreposta de imagens em argila. Os vitrais da igreja representam a Ladainha de Nossa Senhora. O altar, cujo tema é a Santa Ceia, foi esculpido em madeira pelo escultor uruguaio Júlio Tixe.
A igreja também abriga o museu "Os Sinos da Catedral", que conta a história da construção do templo, além de visitas guiadas à torre, mediante pagamento de ingresso (com isenção para os moradores da cidade de Canela, através da apresentação do comprovante de residência).