Kostel Panny Marie Vítězné je jednou z nejstarších raně barokních sakrálních staveb v Praze, postavenou v letech 1611–1613 luterány jako kostel Nejsvětější Trojice. Po bitvě na Bílé hoře se stal v roce 1624 majetkem bosých karmelitánů a postupně dostal podobu, kterou má dodnes — s bohatou barokní výzdobou, klášterem a významným interiérem. Ač kostel prošel obdobím úpadku, v 19. a 20. století zažil obnovení, návrat karmelitánů a moderní rekonstrukce. Dnes je nejen architektonickou perlou, ale i významným poutníma setkávacím místem.
Kostel je zčásti renesanční, zčásti raně barokní stavbou, kterou nechali postavit v letech 1611–1613 německy mluvící luteráni. Má podobu sálové baziliky římského typu. Dne 21. července 1613 byl kostel zasvěcen Nejsvětější Trojici. Jméno architekta není doloženo, je však pravděpodobné, že jím byl dvorní stavitel císaře Rudolfa II. Giovanni Maria Filippi, rodem Ital. Presbytář s oltářem byl původně na východní straně, kde je dnes průčelí chrámu. Do chrámu se vcházelo bočními vchody ze severní a západní strany.
Po bitvě na Bílé hoře roku 1620, která znamenala vítězství císařské a katolické strany v českých zemích, předal císař Ferdinand II. kostel řádu bosých karmelitánů.
Dne 8. září 1624 byl chrám zasvěcen Panně Marii Vítězné jako dík za vítězství na Bílé Hoře. Dalším patronem kostela se stal sv. Antonín Paduánský.
V letech 1636–1644 dostala budova dnešní podobu s průčelím a vchodem obráceným do hlavní ulice. Ke kostelu přiléhal na jižní straně rozsáhlý klášter bosých karmelitánů (v jehož budově nyní sídlí Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy). Roku 1669 byla dostavěna věž.
Bosí karmelitáni vybavili kostel oltáři od nejlepších dostupných umělců 17. a 18. století. Vzhled interiéru byl v 18. století podřízen jednotnému promyšlenému konceptu, který pochází pravděpodobně od architekta Ferdinanda Schora. Od roku 1641 byla v kostele natrvalo umístěna soška Pražského Jezulátka.
Dekretem císaře Josefa II. byl klášter v roce 1784 zrušen. Karmelitáni museli odejít a ke kostelu bylo přeneseno sídlo farnosti od kostela Panny Marie pod řetězem. Správa kostela byla arcibiskupstvím svěřena maltézskému řádu.
Na přání pražského arcibiskupa kardinála Miloslava Vlka se do kostela po dvou stech letech vrátili bosí karmelitáni. Bylo to 2. července 1993. Od té doby toto poutní místo, milované lidmi mnoha národů, znovu ožívá. V péči o kostel a o milostnou sošku karmelitánům pomáhají sestry karmelitky Dítěte Ježíše. Poutní chrám nyní spadá pod farní správu kostela sv. Tomáše na Malé Straně.
V říjnu 2015 byl v kostele instalován nový oltář, ambon, kříž a křtitelnice, které vytvořil akademický sochař Otmar Oliva. Oltář byl posvěcen 18. října 2015 u příležitosti 500. výročí zakladatelky řádu bosých karmelitánů Terezie od Ježíše.
Hlavnímu oltáři vrátili restaurátoři původní barevnou podobu, která kombinuje zlato a plátkovou měď. Tuto barevnost, ve střední Evropě v tomto rozsahu unikátní, měl oltář v době svého vzniku v první čtvrtině 18. století.
Malé vyvýšené náměstíčko před kostelem prošlo na první pohled nenápadnou proměnou, která ale přinesla významné změny pro návštěvníky kostela.Kamenná terasa byla v průběhu prací odborně rozebrána a zrestaurována. Terén pod ní vytěžili a zdokumentovali archeologové, a v nově vzniklém prostoru vznikly veřejné toalety a návštěvnické centrum. Součástí obnovy byla i oprava barokních schodišť a úprava celého veřejného prostranství. Lidé s omezenou pohyblivostí mají nově usnadněný přístup do kostela i sousední základní školy. Obnova proběhla podle návrhu architekta Josefa Pleskota.