Budowa kościoła Matki Bożej Ostrobramskiej była najważniejszą narodowo-patriotyczną kreacją międzywojennego Lwowa. Wzniesienie monumentalnej bryły, jak wówczas pisano, „bastionu religijno-narodowego duchownych fortyfikacji Lwowa” na stoku wyniosłego wzgórza uczyniło świątynię dominantą tej części miasta.

Odrodzona Polska miała być państwem jednolitym narodowo, mimo że mieszkały w niej liczne inne grupy etniczne i współistniały różne wyznania. Międzywojenny Lwów był stolicą trzech archidiecezji katolickich: rzymskokatolickiej, greckokatolickiej i ormiańskokatolickiej. W tej sytuacji w różnych zakątkach Lwowa zaczęły powstawać obiekty sakralne. Ze względu na swój monumentalny i kultowy charakter stały się one swego rodzaju ogniskami różnych tożsamości narodowych miasta. Najliczniejszą grupę świątyń stanowiły kościoły rzymskokatolickie. W trakcie rozrastania się miasta i realizacji projektu „Wielkiego Lwowa”, w ramach którego przyłączono gminy podmiejskie - pojawiła się pilna potrzeba wybudowania dla nich kościołów. Szczególna potrzeba budowy nowego kościoła i utworzenia ośrodka duszpasterskiego istniała na Górnym Łyczakowie.

W myśl pierwszego Sejmu II Rzeczypospolitej, który zdecydował o budowie w Warszawie monumentalnej świątyni Opatrzności Bożej, jako wotum za wybawienie narodu polskiego z półtorawiekowej niewoli, podejmowano lokalne inicjatywy budowania świątyń wotywnych w całym kraju. Za przykładem stolicy we Lwowie zainicjowano budowę- symbolu wdzięczności Lwowa za powrót na łono odrodzonej ojczyzny po zaborczej niewoli, po niezliczonych ofiarach złożonych w walkach w latach 1918 –1920.

Głównym inicjatorem i fundatorem budowy kościoła Matki Bożej Ostrobramskiej we Lwowie został ówczesny metropolita lwowski, arcybiskup Bolesław Twardowski. Inicjatywa ta została podjęta przez władze miasta i mieszkańców. Już w 1927 roku gmina miasta Lwowa uchwałą Rady Miejskiej przekazała „na własność przyszłego kościoła”, grunty pod budowę świątyni na stoku wzgórza pochylonego w kierunku centrum, w sąsiedztwie dawnej rogatki miejskiej i parku Łyczakowskiego (dawniej parku im. Bartosza Głowackiego) przy ulicy Łyczakowskiej 175. Przekazanie stronie kościelnej darowizny nastąpiło w listopadzie 1928 roku. W następnym roku powołano Społeczny Komitet Budowy kościoła na Górnym Łyczakowie, który czuwał nad zbiórką pieniędzy i przygotowaniem odpowiedniej dokumentacji. W 1929 roku został rozpisany konkurs architektoniczny na projekt kościoła. Ustalenia warunków konkursu podjął się lwowski architekt, profesor Lwowskiej Politechniki Tadeusz Obmiński (1874 –1932). Konkurs miał mieć charakter zamknięty, z udziałem „kilku znanych architektów”. W konkursie udział wzięli: Wawrzyniec Dayczak (1882 –1968), Witold Minkiewicz (1880-1961) i Tadeusz Obmiński ze Lwowa, Franciszek Mączyński (1874–1947) i Adolf Szyszko-Bohusz (1883–1948) z Krakowa oraz Oskar Sosnowski (1880–1939) z Warszawy. Spośród wszystkich prac najwyżej oceniono „utrzymany w duchu radykalnego modernizmu” projekt Szyszko-Bohusza, który jednak nie został przyjęty do realizacji. Zrealizowano natomiast projekt przygotowany w kilku etapach w latach 1930–1931 przez lwowianina - Tadeusza Obmińskiego. Był to projekt łączący ducha wczesnego chrześcijaństwa z nowoczesnym detalem.

Źródłem inspiracji nowej architektury sakralnej II RP były zarówno style minionych epok kojarzące się z historią Polski jak i nowoczesne kształty symbolizujące modernizacyjną rolę młodego państwa. Co raz częściej w architekturze sakralnej można było zaobserwować tendencję związaną ze stopniowym przyswajaniem form modernistycznych.

Kościół na Łyczakowie otrzymał klasyczną formę wczesnochrześcijańskiej bazyliki z elementami renesansowymi na elewacji. Peryfrazę form renesansowych możemy dostrzec w rytmie okien na elewacji frontowej i bocznych. Dobrym połączeniem elementów klasycznych i modernistycznych w tym projekcie jest kampanila, która wznosi się nad fasadą. Z jednej strony kampanila jest przykładem architektury renesansowej, z drugiej uproszczone geometryczne kształty wskazują na modernistyczne podejście.

Budowę rozpoczęto w lecie 1931 roku. Rok później zmarł architekt kościoła Tadeusz Obmiński. Budowę zdecydowano powierzyć innemu uczestnikowi konkursu, lwowskiemu architektowi Wawrzyńcowi Dayczakowi. Nadzór budowlany sprawował inżynier Stefan Neuhoff. W 1932 roku ściany kościoła miały być podciągnięte pod dach i położony żelbetowy sufit, który przykrywa wnętrze kościoła - jedną dużą nawę o konstrukcji ścienno‑filarowej z wydzieloną absydą. Monumentalny strop kasetonowy kontrastuje ze smukłymi, romanizującymi kolumnami. Rok 1934 to rok ukończenia prac budowlanych i wystroju wnętrza. Projekty ołtarza głównego, drewnianych konfesjonałów i marmurowej ambony wspartą na sześciu kolumnach wykonał architekt prowadzący - Wawrzyniec Dayczak. W dniu konsekracji kościoła 7 października 1934 roku świątynię przejęło Zgromadzenie Księży Salezjanów.

Od początku planowano stworzenie przy kościele placówki o charakterze wychowawczym służącej katolickiemu społeczeństwu miasta. Warunkiem przekazania świątyni maryjnej salezjanom było wybudowanie zakładu wychowawczego dla biednej młodzieży. Ze względu na duży koszt całej inwestycji i ciągłe braki finansowe do realizacji pomysłu od razu nie doszło. Prace wznowiono przygotowując się do obchodów 1938 roku - roku dwudziestej rocznicy obrony Lwowa. Wówczas powstał projekt szkoły z autorstwa młodego lwowskiego architekta Juliana Duchowicza, który miał być modernistyczną kontynuacją projektu kościoła, dobudowaną od strony dzwonnicy. Budowę rozpoczęto tuż przed rozpoczęciem drugiej wojny światowej i od razu przerwano.

Obecnie (od 1992 roku) jest to cerkiew Pokrowy Matki Bożej Ukraińskiej Cerkwi Greckokatolickiej.