Parafia Rzymskokatolicka w Dojlidach pod wezwaniem Matki Boskiej Ostrobramskiej została erygowana przez Biskupa Wileńskiego Błogosławionego Jerzego Matulewicza dnia 28 grudnia 1920r. Przed pobudowaniem obecnego kościoła, prawie na tym samym miejscu, stał drewniany kościół pounicki, liczący ponad 300 lat. Służył on katolikom obrządku wschodniego – unitom do roku 1842, kiedy po kasacie unii przez cara został zamieniony na cerkiew prawosławną. W czasie I Wojny Światowej w roku 1915 prawie wszyscy prawosławni z Dojlid wyjechali do Rosji wywożąc ze sobą otoczony czcią obraz Matki Bożej. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości opuszczoną świątynię Ministerstwo Oświecenia i Wyznań Religijnych w roku 1919 przekazało katolikom. W czerwcu tego roku dziekan białostocki ks. Julian Chalecki poświęcił ją pod wezwaniem Matki Boskiej Ostrobramskiej.      W 1947r. ks. proboszcz Antoni Lewosz rozpoczął starania o budowę nowego kościoła w Dojlidach.

W 1949 rozpoczęto budowę nowego kościoła wg projektu znanego białostockiego architekta Stanisława Bukowskiego. Budowa nowej świątyni została zakończona w 1955 roku i wtedy również konsekrowana przez biskupa Władysława Suszyńskiego pod wezwaniem Niepokalanego Serca Maryi.

Kościół zaprojektowany w stylu modernistycznym możemy zaliczyć do jednych z  najciekawszych obiektów sakralnych wybudowanych po wojnie nawet w skali krajowej.