Доминиканцы обосновались в Новогрудке в начале XVII века по приглашению литовского воеводы Христофора Ходкевича, который построил для них деревянный костел святого Яцека в 1624 году. Спустя столетие на его месте возвели новый каменный храм. Однако в 1751 году случился пожар, и костел был практически полностью разрушен. В 1805 году его восстановили. В тот же год епископ Валентин Волчецкий освятил его в честь Архангела Михаила.
При костеле и доминиканском монастыре действовала школа, где с 1807 по 1815 год учился известный белорусский писатель Адам Мицкевич. После восстания в 1832 году царские власти закрыли учебное заведение. В 1858 году был также ликвидирован сам орден доминиканцев – костел Архангела Михаила стал единственным в городе католическим приходом. В 1922 году храм был преобразован в кафедральный собор. Однако костел снова был вынужден закрыть свои двери для прихожан в 1948 по решению советских властей. В то время его начинают использовать как зернохранилище, а позже как мебельный склад.
Костел сильно пострадал во время пожара в 1976 году. Ремонт был проведен лишь спустя 10 лет. Костёл святого Архангела Михаила был возвращен прихожанам лишь в 1993 году благодаря усилиям католического епископа - монсеньора Антония Демьянко.
Сегодня на главном алтаре католического храма находится икона святого архангела Михаила – покровителя города с 1831 года. Образ ее был написан в 1640-1650 годах.
