Kdy kostel vznikl, nelze dnes přesně určit – jisté je, že existoval již před rokem 1297, kdy je o něm zmínka v korespondenci papeže Bonifáce VIII.
Poutní chrám Očišťování Panny Marie se začal stavět v době barokního mariánského kultu, na přelomu 17. a 18. století podle plánů architekta Pavla Malnovského. Již více než 200 let je cílem poutníků, kteří se sem přicházejí poklonit milostnému
obrazu Panny Marie Dubské. Jedná se o nevelký dřevoryt vytvořený lidovým tvůrcem, na kterém je vyobrazena černá (byzantská) Madona s žehnajícím děťátkem na levé a s žezlem v pravé ruce. Po stranách barokní korunky jsou umístěny symboly Panny Marie – měsíční a sluneční zářící kotouče. Obraz byl údajně příčinou několika
nevysvětlitelných uzdravení. Říká se také, že v noci obraz tajemně zářil.
Zázraky, které se zde staly jsou zaprotokolovány komisí sestavenou olomouckých biskupem, v níž byli dva lékaři. Protokoly jsou uloženy v archivu města
Olomouce.
Chrámu dominují
věže, vysoké dnes úctyhodných 59 m, které bývaly ještě vyšší, ale po požáru roku 1782 byly o několik metrů sníženy. Svými rozměry patří kostel k
největším chrámovým stavbám na Moravě. Uvnitř chrámu dominuje hlavní oltář, po stranách chrámové lodi se nachází ještě osm vedlejších oltářů zasvěcených různým světcům. Jednolodní dvoupatrový kostel je obestavěn krytým podloubím, které v patře vytváří ochoz s chodbou zpřístupňující kůr a
starobylou knihovnu. Světlo do chrámové lodi dopadá ze 36 velkých oken. Pod
kněžištěm byla v roce 1840 vybudovaná
velká krypta, kde spočívají ostatky příznivců kostela a kněží, kteří byli původně pochováni na starém hřbitově kolem kostela Všech svatých. Na kůru jsou
vzácné varhany z roku 1768, které patří k několika málo zachovaným
barokním nástrojům na Moravě. Jednou ze zajímavostí je, že varhaník při hře sedí čelem k hlavnímu oltáři. Zvenku je chrám obestavěn krytým podloubím.
V roce 1731 musela být vedle chrámu zřízena, kvůli návalům poutníků, tzv.
Mariánská rezidence, která sloužila k ubytování výpomocných kněží. Později byla tato stavba spojena s kostelem zdí a dnes slouží jako fara. V dubnu 1784 císař Josef II. zakázal konání poutí, což způsobilo úpadek dubského chrámu. V 19. století však byly poutě obnoveny a podle dochovaných zpráv přicházelo ke kostelu i 20 tisíc věřících.