Групи католиків латинського обряду з’явилися в Тверській губернії ще в XIX столітті. Крім Твері вони були зосереджені в повітових містах: у Вишньому Волочку і Бєжецьку. Потреба у висловленні релігійних переконань реалізувалася в будівництві храму. У 1860 рю колезький асесор І. Юхнович-Сухотський знайшов кошти, з яких чимала частина належала особисто йому, і почав будівництво католицького храму в Твері.

Будівництво йшло швидко і в 1860 р. в місті з’явився перший католицький храм. Це був двоповерховий дерев’яний будинок на високому кам’яному цоколі. Він стояв практично над урвищем Волги, в кінці Мільйонної вулиці. З боку вулиці його затуляв парафіяльній одноповерховий будинок. Будівля храму особливим стилем не виділялося – тільки невеликий хрест на фронтоні свідчив про його призначення. У храмі було три вівтаря – головний з образами Преображення, Св. Софії і Св. Антонія, і два бокових – в ім’я Непорочного Зачаття Пресвятої Діви Марії і Св. Йосипа. Був орган, виготовлений у Варшаві.

Тверська парафія була офіційно утворена в 1862 р. (до цього храм вважався філією парафії Св. Петра і Павла в Москві); першим настоятелем його було призначено о. Гуго Городецького. Відвідавши Твер в 1893 р. єпископ Франциск Симон відзначав, що чисельність прихожан становила 1500 осіб, не рахуючи військових. Серед прихожан були росіяни, німці, поляки, татари, балтійці.

Архівні документи розповідають, що в тверському католицькому храмі була досить велика бібліотека духовної літератури (понад три тисячі томів). Священики вели уроки Закону Божого для католиків у багатьох навчальних закладах, а органісти викладали музику.

Після революції в 1918 р. священнослужителі покинули костел і місто. Сам же храм в кінці 20-х рр. був закритий і розорений. Тоді ж безслідно зникли бібліотека і орган, були втрачені архіви і документи парафії. Згодом влада по-різному використовувала будівля колишньої  парафії, і в 1974 р. костел було остаточно знищено. Збереглася лише будівля парафіяльного будинку.

На початку 1990-х рр. почалося відродження католицької парафії в Твері. Вірянам вдалося домогтися передачі колишнього парафіяльного будинку, де була облаштована каплиця. Спочатку парафію обслуговували священики з Москви – о. Віктор Воронович та о. Томаш Клявонь. У 1994 р. постійним настоятелем приходу став о. Річард (Ріхард) Масин. Він почав своє пастирське служіння в Австралії, проте до приїзду в Росію у нього вже був досвід служіння католикам, які живуть в пострадянському просторі – декілька років о. Річард працював в Словаччині.

З приїздом настоятеля в 1996-1997 рр. був побудований новий парафіяльний будинок, де пізніше була влаштована каплиця Безперервного поклоніння Пресвятим Дарам.

Теперішній костел  в Твері це – високий будинок з червоної цегли, зведений за проектом тверського архітектора Олексія Жоголєва, який був удостоєний  за нього премії «За кращий твір архітектури».

Храм знаходиться в історичному центрі міста, поруч з Волгою, на тому самому місці, де стояв перший храм, зруйнований в 1974 р. Наприкінці XIX століття, тут, на Мільйонній вулиці (нині – Радянська), по сусідству один з одним стояли католицька і лютеранська церкви, а також мечеть. З них в первозданному вигляді до наших днів збереглася лише остання.

У силуеті будівлі, при всій сучасності його вигляду, можна вгадати елементи ґотики. Будівля в плані являє собою латинський хрест з тригранними завершеннями вівтарної частини і поперечних нефів. Головний фасад з правого боку фланкований високою дзвіницею, на якій поки немає дзвонів.

Незвичайне враження справляє інтер’єр – дуже світлий завдяки білому кольору стін і прорізу вікон і напрочуд високий.

У лівій частині поперечного нефа знаходиться другий вівтар, над яким встановлено копію зі знаменитої ікони Божого Милосердя, написаного за вказівками  сестри Св.  Фаустини Ковальської. Копію було виконанано у Варшаві колективом художників під керівництвом професора Юрія Новосельського на замовлення о. Анджея Квасьніка, капелана Федерації катинських сімей. О. Анджей трагічно загинув в авіакатастрофі під Смоленськом у квітні 2010 р. Копія ікони була  в 2003 р. освячена примасом Польщі кардиналом Юзефом Глемпа і доставлений до Твері. Поруч встановлений релікварій з частинками мощей святої сестри Фаустини Ковальської, отриманими в дар 3 квітня 2003 р. від о. Яна Заяця, настоятеля святилища Божого Милосердя у Кракові в Лагевніках.

Стояння Хресної Дороги виконані у вигляді позолочених рельєфів. Таким же чином вирішені зображення Таємної Вечері і портрет колишнього настоятеля і ініціатора будівництва нинішнього храму –  о. Річарда Масіна  в лівій частині поперечного нефа. Вівтар, а також підлога храму, виконані з кольорового мармуру і граніту, привезених з італійського міста Верони.

Зліва до вівтарної частини примикає двоповерхова парафіяльне будівля, побудована в тому ж стилі, що і храм. Фасадом на вулицю виходить старий парафіяльний дерев’яний будинок, в даний час обкладений цеглою. Обкладання цеглою дозволяє йому органічно влитися в ансамбль.