C’est le 16 octobre 1859 que fut inaugurée l’église Le Saint-Nom-de-Marie.  Elle remplaçait une église de pierre plus modeste, construite dans les années 1781 à 1784.  En 1853, l’architecte Charles Baillargé de Québec fut chargé des plans de construction, un contrat de 150 $.  En 1856, les travaux sont répartis en deux contrats distincts : la maçonnerie avec Pierre Gauthier, maçon, la charpente et la menuiserie avec les frères Joseph et Paul Breton, entrepreneurs, tous de Québec.

Pendant la démolition de l’ancienne église et la reconstruction, c’est la chapelle Sainte-Anne qui accueille les fidèles pour les offices religieux.  Le 22 septembre 1860 marque l’arrivée des nouvelles cloches à Lévis.  Elles viennent d’Angleterre et sont probablement de marque Mears.  En 1866, s’achèvent les voûtes, le lambrissage, le moulage des motifs de plâtre, la peinture et les dorures.  À l’époque, tout était blanc et or.  Le sculpteur Antoine-François-Xavier Bourlinguet, élève de Thomas puis de Charles Baillargé, réalise trois autels de style s’harmonisant avec la nouvelle église.  Ils sont installés à l’automne 1866.  En 1874, le curé Chaperon ajoute une statue à chaque autel latéral : Saint-Joseph et le Sacré Cœur.  Les quatorze stations du chemin de croix, peintes sur toile et signées J. Dynes, Québec, 1874, sont offertes par Mme Thérèse Ponsant, une paroissienne.

En 1887, le peintre décorateur de Montréal, François-Xavier-Édouard Meloche, reçoit le mandat de décorer l’intérieur de l’église.  Il fera quatre tableaux en couleur pour le chœur et quatorze tableaux pour la nef, en grisaille. En 1891, on bénit et inaugure un orgue neuf de chez Napoléon Déry.  C’est le cardinal Taschereau qui préside la cérémonie.  En 1916, on procède aux travaux de rafraîchissement et à l’installation de l’électricité.

Dans la soirée du 19 février 1918, un coup de foudre déclenche un incendie dans le clocher de l’église.  Le feu s’arrête au premier rang de pierres de la tour centrale, laissant intact le plancher des cloches.  Le clocher est complètement  détruit, les cloches sont endommagées et une partie de la couverture du toit est brisée, l’installation électrique est dans un état lamentable.  L’architecte Georges-Émile Tanguay de Québec conçoit les plans de la réparation et c’est la compagnie Paquet et Godbout de Saint-Hyacinthe qui se voit attribuer le contrat de reconstruction du clocher. De nouvelles cloches sont commandées aux Etats-Unis, elles sont bénies le 3 décembre 1918.

Des travaux de restauration ont été effectués en 1956-57 et en 1987.  En 1992, on procède également à l’éclairage du clocher. En 2006 et en 2008, d’importants travaux ont été faits notamment aux portes, aux fenêtres, à la toiture, aux pinacles, au clocheton et au clocher.

Classée monument historique par le ministère de la Culture, des Communications et de la Condition féminine en 2001, l’église de Sainte-Marie a aussi été reconnue au niveau fédéral par Agence Parcs Canada en 2006.