В XIV ст. на Поділлі литовці розгорнули великі будівництва, збудовано перший дерев’яний замок, костел і встановлено парафію. В кінці XV ст. місто захлиснули спустошливі напади Орди. З розподілом Речі Посполитої у 1793 р. Поділля перейшло до володіння російських царів. У 1832 р. за наказом царя Миколи I скасовано монастир домініканців, а храм передано дієцезії. У 1919 р.  святиню було перетворено на комісаріат. З приходом польських військ у 1920 р. святиню було наново відкрито. Парафія продовжила існувати під пастирською опікою о. Яна Кухарського з 1920-го по 1933 рік. Травневої ночі 1933 року о. Яна було вивезено і заслано з великою кількістю парафіян у Сибір. Храм закрили, а потім перетворили на стайню для колгоспних коней. Натомість вірні сходились на молитву до каплички на цвинтарі. У святині під час II Світової війни знаходився концентраційний табір. Після II Світової війни міська влада у храмі розташувала склад будівельних матеріалів, зерна, палива та міндобрива, а в приміщеннях монастиря кравецьку фабрику, цех виготовлення нагробних пам’ятників, телемайстерню, профтехучилище і корчму. З цих причин будівля сильно постраждала. Не збереглась навіть кам’яна підлога: її рештки знаходяться на дачах колишніх комуністичних діячів, нею повикладали доріжки до своїх будинків або гаражів. У 1985 році у храмі та приміщеннях монастиря вибухнула пожежа, що не втихала три доби. В цьому ж часі Летичівська парафія отримала священика о. Яна Білецького. Йому вдалось повернути зруйнований і спалений храм. Для цього делегація парафіян мусила 5 разів їздити до Москви, 3 рази до Києва і безліч разів до Хмельницького. Врешті місцева влада відмовилась віддати ключі від приміщення, навіть після належного оформлення всіх потрібних документів. Велика група віруючих зібралась перед храмом. На дверях святині висів замок, перед ним стояла міліція і представники влади. Віруючі обступили відділ міліції і самі відчинили двері свого храму. 27 червня 1989 р. відбулась урочиста Свята Меса з нагоди повернення храму. Відколи у летичівській парафії настоятелем став о. Станіслав Ф’юк він зробив великий вклад, розпочинаючи масштабну працю відбудови. У квітні 1992 року було повернуто будинок монастиря, а у 1997 р. єп. Ян Ольшанський наново освятив храм. Початий процес духовного відродження та відбудови Санктуарію Летичівської Богородиці триває і по сьогоднішній день. У 2006 р. санктуарій в Летичеві відствяткував свій 400-й Ювілей.