История строительства собора тесно связана с именем молодого французского миссионера Даниеля Бротье, который, прибыв в Сенегал в 1903 году, вознамерился обратить население в католическую веру. Даниель хотел привить чернокожим людям нравственные и духовные ценности христианской цивилизации. Он был настоящим подвижником. Несмотря на плохое здоровье, миссионер выезжал в разные места Сенегала, знакомился с жизнью простых людей. С его помощью одиноких детей сенегальцев определяли в приюты, давали места в больницах.

Отец Бротье вернулся во Францию в 1907 году, учавствовал в Первой мировой войне, но не забывал о Сенегале. После окончания военных действий он стал собирать пожертвования на строительсвто в Дакаре католического собора. Через несколько лет средства были переданы в дар дакарцам. Строительство храма началось в 1920-х годах, а закончилось в 1936 году, в год кончины отца Бротье.

Главным архитектором собора был француз Шарль Альберт Вульфлеф, имевший немалый опыт в возведении храмов. Он взял за основу греческий крест, но здание спроектировал, соединив византийский и мусульманский архитектурные стили. У него получился храм с христианским куполом с крестом, а по сторонам главного входа поднялись две колокольни, напоминающие минареты.

Для облицовки храма и его внутреннего убранства использовался мрамор из Туниса, розовый песчаник из Судана, твердые сорта красной древесины. Освещением для молельного зала служат 20 окон в круглом куполе. Вход в собор разрешен всем - и католикам, и мусульманам.

Собор освятили в честь Девы Марии. Именно поэтому он называется на французский лад Нотр-Дам. Храм в 2007 году подвергся восстановлению. Его установили на старом французском кладбище, где хоронили французов-католиков.