627年（天启七年），弥额尔（杨廷筠）出资在观巷购地建造杭州第一座天主教堂（今教堂略西处）。李之藻、杨廷筠与徐光启同被称为中国天主教三大柱石，扶持天主教最为热心，使得杭州成为明末天主教传教中心之一。1659年（顺治十六年）－1661年，意大利传教士卫匡国在今址建造了圣母无原罪堂。1730年，清朝雍正皇帝下令禁止天主教传播，教堂被改为寺庙。1958年，杭州市天主教爱国会自选自圣了吴国焕神父为杭州教区主教。1966年文革期间，教堂被关闭，改作它用。1982年12月12日，杭州圣母无原罪大堂举