Inicjatorem sprowadzenia do Grodna jezuitów był król Stefan Batory, jednak zakonnicy przybyli tu dopiero w 1622 roku, a więc ponad 30 lat po śmierci monarchy. Początkowo wybudowali oni niedużą drewnianą świątynię, a w 1625 roku otworzyli przy niej szkołę – kolegium. Budowę murowanego kościoła ze środków grodzieńskiego proboszcza Franciszka Dołmat-Isajkowskiego podjęto pod koniec rządów króla Władysława IV w 1647 i przerwano w 1654 roku po wybuchu wojny polsko-rosyjskiej. W listopadzie 1654 roku do Grodna przyjechał król Jan Kazimierz, aby w obliczu zagrożenia ze strony wojsk rosyjskich ciągnących na zachód, pogodzić zwaśnionych hetmanów Janusza Radziwiłła i Wincentego Gosiewskiego. Król modlił się w kościele jezuitów. Obrona Grodna jednak nie powiodła się i wojska rosyjskie zajęły miasto; opuściły je dopiero w 1659 roku. W 1660 roku jezuici powrócili do swojej rezydencji wznawiając budowę kościoła. W 1664 roku zakon otrzymał w darze cudowny obraz Matki Boskiej przywieziony z Rzymu przez księcia Albrychta Radziwiłła. Obraz ten, namalowany w stylu wczesnego baroku, został umieszczony w ołtarzu kongregacyjnym studentów i od tego momentu zaczęto nazywać go “Matką Boską Studencką”. W 1667 roku biskup wileński Aleksander Kazimierz Sapieha dokonał konsekracji niedokończonego kościoła.

Obecny kształt bazylika katedralna pw. św. Franciszka Ksawerego w Grodnie uzyskała w latach 1678-1705. Uroczysta konsekracja świątyni, z udziałem króla Augusta II i cara Piotra I, odbyła się 6 grudnia 1705 roku. Poświęcenia dokonał biskup chełmiński Teodor Potocki. Trwająca wojna ze Szwecją nie przeszkodziła jezuitom w wyposażeniu kościoła. W latach 1736-37 zbudowano i ustawiono w kościele ołtarz główny. W latach 1750–52 kościół przebudowano i ozdobiono na nowo jego wnętrze m.in. zbudowano ambonę i wykonano 14 fresków. W 1761 roku gdański złotnik Chrystian van Hausen wykonał srebrne ramy dla obrazu Matki Boskiej Studenckiej. W 1765 roku ukończona została kopuła na skrzyżowaniu naw i prawdopodobnie hełmy wież. W 1768 roku w niszach fasady ustawiono figury św. Franciszka Ksawerego, św. Piotra i św. Pawła. W 1773 roku nastąpiła kasata zakonu jezuitów, a gmachy pojezuickie przejęła Komisja Edukacji Narodowej. Po pożarze kościoła parafialnego w 1782 roku, kościół jezuitów stał się kościołem farnym. Po II wojnie światowej, w latach 1960-88, kapłani nie mogli odprawiać mszy w kościele. Pomimo to w każdą niedzielę i w święta wierni gromadzili się wokół ołtarza, zapalali świece, modlili się, śpiewali pieśni religijne i urządzali procesje. W 1988 roku na skutek starań ks. Tadeusza Kondrusiewicza zostało wznowione normalne życie parafialne. 25 lipca 1989 roku ks. Kondrusiewicz otrzymał sakrę biskupią i został ogłoszony administratorem apostolskim kościoła na Białorusi. 8 października 1989 roku odbył się jego ingres do kościoła św. Franciszka Ksawerego – pierwszy ingres biskupa w historii tej świątyni. 15 grudnia 1990 roku papież Jan Paweł II nadał kościołowi tytuł bazyliki mniejszej a 13 kwietnia 1991 roku erygował diecezję grodzieńską podnosząc jednocześnie kościół do rangi katedry. 28 sierpnia 2005 roku, w 300-lecie konsekracji bazyliki katedralnej, odbyła się uroczystość koronacji koronami papieskimi obrazu Matki Bożej Kongregackiej (Studenckiej). Kościół pw. św. Franciszka Ksawerego jest jedną z największych świątyń doby baroku wzniesionych na ziemiach Rzeczypospolitej, dorównującą kościołom jezuickim w Krakowie i w Wilnie. 

Świątynia ma 60 m długości i 30 m szerokości i jest trójnawową, kopułową bazyliką z transeptem i bocznymi kaplicami. Fasada flankowana jest dwiema czworobocznymi wieżami, zwieńczonymi barokowymi hełmami z wazonami w narożach. Pomiędzy wieżami znajduje się szczyt zakończony tympanonem. Płaską powierzchnię fasady dzielą zdwojone pilastry, nisze, szerokie belkowania i gzymsy. W niszach znajdują się trzy drewniane posągi świętych wykonane w 1768 roku. Wnętrze świątyni ozdabia wysokiej klasy zespół 12 drewnianych barokowych ołtarzy, z których kilka wykonano na zamówienie m. in. w Królewcu i w Wilnie. Na szczególną uwagę zasługuje ogromny, dwukondygnacyjny ołtarz główny wykonany w latach 1736-37 przez Johanna Chrystiana Schmidta. Każdą kondygnację ołtarza wypełnia rząd kolumn, pomiędzy którymi ustawione są posągi świętych i apostołów. Pośrodku drugiej kondygnacji znajduje się figura Chrystusa. Na wierzchołku ołtarza umieszczono figury jego fundatorki, kasztelanowej mścisławskiej Konstancji z Jundziłłów Łazowej i aniołów. Całość wieńczy umieszczona centralnie promienista gloria. Bogaty wystrój mają również mniejsze ołtarze boczne. W ołtarzach znajduje się kilkanaście obrazów z pierwszej połowy XVIII wieku. Ciekawy jest ołtarz św. Kazimierza z obrazem Walentego Wańkowicza oraz rzeźbami królów i książąt polskich. W ołtarzu św. Stanisława Kostki umieszczono drewniany relief „Bitwa pod Chocimiem”. W prawej kaplicy bocznej, w klasycystycznym ołtarzu z 1773 roku, znajduje się niewielki, cudowny obraz Matki Boskiej, od 1664 roku zwanej Studencką, lub Kongregacką. Wielką wartość ma rokokowa ambona, o ciekawej bryle, ozdobiona licznymi figurkami. Zachowały się także cztery rokokowe konfesjonały ozdobione rzeźbionym ornamentem i intarsjami. W nawie głównej znajdują się freski wykonane w połowie XVIII wieku, przedstawiające sceny z życia patrona świątyni, pierwszego misjonarza jezuickiego na Dalekim Wschodzie. W kościele znajduje się pomnik ku czci wielce zasłużonego dla Grodna podskarbiego litewskiego Antoniego Tyzenhauza, w kształcie smukłego obelisku, wykonany przed 1900 rokiem z brązu i marmuru przez rzeźbiarza Tomasza Dykasa ze Lwowa. Tyzenhauz nie jest tu jednak pochowany, jego szczątki spoczywają w podziemiach kościoła w Żołudku. Zachowała się część dawnego korpusu klasztornego, w której mieści się obecnie więzienie.

Do kościoła przylega budynek apteki jezuickiej zbudowany w latach 1700-09.

Katedra znajduje się w centrum miasta przy Sovetskaya Square (Skwer Sowiecki).

Zdjęcia wykonano w lipcu 2014 roku.