W 1617 r. kanclerzowa Zofia Kryska sprowadziła na Pragę oo. bernardynów i jeszcze tego samego roku bp Henryk Firlej poświęcił kamień węgielny pod budowę klasztoru i kościoła . Budowę założenia kościelno-klasztornego rozpoczęto w 1628 r. z inicjatywy i fundacji króla Zygmunta III Wazy, a kontynuował ją i ukończył w 1648 r. jego syn Władysław IV. Fundacja ta była wotum dziękczynnym za zwycięstwo odniesione nad Turkami pod Chocimiem w 1621 r.

W latach 1640-1644 przy południowej ścianie kościoła, wtedy pw. św. Andrzeja,wzniesiono z inicjatywy o. Wincentego Morawskiego, przy wsparciu finansowym króla Władysława IV i wielu możnych, kaplicę z „domkiem loretańskim” wzorowanym na Domu Marii w Loreto, według przywiezionego z Włoch projektu Constantina Tencalli. Uroczystość poświęcenia kaplicy odbyła się w 1642 r., a jej wizerunek i obraz "Matka Boża z Dzieciątkiem" podtrzymywany przez anioły umieszczono w herbie Pragi po nadaniu jej w 1648 r. praw miejskich.

W kaplicy ustawiono figurę Matki Bożej Loretańskiej sprowadzoną z Włoch, którą dzięki fundacjom siostry i żony króla Władysława IV odziano w szaty z drogich tkanin i ozdobiono złotymi koronami. Od wiernych oddzielała ją krata, przed którą płonęło 14 pozłacanych lamp ze srebra. Wkrótce Kaplicę Loretańską zaczęto otaczać szczególnym kultem, przybywali tu z prośbami o łaski mieszkańcy Pragi,a zimą - po skutej lodem Wiśle - wierni z Warszawy i okolic. Niestety już w lipcu 1656 r. w bitwie o Warszawę, podczas potopu szwedzkiego, kościół, kaplica i zabudowania klasztorne zostały zniszczone i ograbione. Odbudowano je dzięki darowiźnie Stefana i Michała Warszyckich.

W czasie insurekcji kościuszkowskiej 4 listopada 1794 r. Rosjanie - mimo bohaterskiej obrony Pragi przez jej mieszkańców - zdobyli miasto, paląc je i bestialsko mordując ludność. Klasztor i kościół szczęśliwie ocalały z tej pożogi, ale w obawie przed spaleniem oo. bernardyni przenieśli cudowną figurę MB Loretańskiej do kościoła św. Anny przy klasztorze oo. bernardynów na przedmieściu Starej Warszawy.

Na początku XIX w. zabudowania bernardynów znalazły się w planowanym przez Napoleona pasie praskich umocnień i w 1811 r. rozebrano je. Na skutek sprzeciwu praskiej ludności udało się jednak zachować Kaplicę Loretańską, która po upadku Księstwa Warszawskiego była jedyną świątynią na Pradze. W miejsce wywiezionej figury wstawiono gotycką, drewnianą rzeźbę Marii z Dzieciątkiem pochodzącą z nieistniejącego kościoła św. Stanisława na Kamionie (stąd nazwa MB Kamionkowska).

Przez cały wiek XIX , aż do powstania kościoła św. Michała i św. Floriana, kaplica była świątynią parafialną. W 1843 r. przebudowano ją na kościół według projektu Alfonsa Kropiwnickiego. W latach 1939-1944 świątynia była dwukrotnie niszczona. Odbudowano ją w 1945 r.

Kościół przebudowany z kaplicy z „domkiem loretańskim”, wzorowanej na „Domu Marii” (Santa Casa) w Loreto we Włoszech, projektu Constantina Tencalli. „Domek” otoczony był krużgankami, których zadaszenie oparte na filarach chroniło pielgrzymów przed słotą (rozebrane w 1811r., odbudowane w 1960 r.) i od zewnętrznej strony czterema narożnymi, okrągłymi basztami, charakterystycznymi dla polskiej architektury barokowej.

W 1821 r. dobudowano do kaplicy kruchtę (przedsionek). Podczas przebudowy w 1853 r. według projektu Alfonsa Kropiwnickiego krużganki i „domek loretański” wraz kruchtą zostały przykryte wspólnym dachem zwieńczonym gloriettą (ażurową wieżyczką) z krzyżem, otoczoną czworoboczną, kamienną balustradą. Budynek poszerzono i od frontu dodano klasycystyczną fasadę dwukondygnacyjną, trójosiową, rozczłonkowaną pilastrami w porządku toskańskim o gładkich trzonach i skromnie dekorowanych głowicach,zwieńczoną tympanonem (trójkątnym naczółkiem) z krzyżem łacińskim na szczycie. Nad drzwiami wejściowymi i bocznymi oknami trójkątne naczółki,w górnej kondygnacji trzy okna o łukowym zwieńczeniu.

Z dawnych barokowych, narożnych baszt pozostawiono tylko dwie frontowe, w których znajdują się kaplice Matki Bożej Różańcowej i św. Andrzeja. Baszty przykryte są kopulastymi dachami z blachy i zwieńczone latarenkami (ażurowymi wieżyczkami) z krzyżami na szczycie, połączone z bryłą kościoła odbudowanymi krużgankami z zabudowanymi ścianami, których gładkie lica przecinają uproszczone pilastry.

Bryła kościoła pokryta jest tynkiem w kolorze brzoskwini, pilastry, gzymsy,obramienia i częściowo jedna z baszt - w kolorze białym. Centralne miejsce we wnętrzu świątyni zajmuje „domek loretański” zrekonstruowany przez prof. Stanisława Marzyńskiego. Wykonany jest częściowo z ciosu piaskowcowego, wejścia obramowane wczesnobarokowymi portalami z czarnego marmuru dębnickiego.

Nad ołtarzem głównym, w niszy znajduje się figura „Matka Boża Kamionkowska”. Ściany wewnętrzne pokryto współczesną polichromią autorstwa Bronisława Bryknera, przedstawiającą obrazy z życia Najświętszej Rodziny.

Wejście do świątyni prowadzi przez kute żelazne drzwi z herbem Wazów i wizerunkiem Najświętszej Marii Panny Ostrobramskiej. Kruchtę oddziela od nawy głównej kuta brama ozdobiona mosiężną dekoracją (wyk. Tadeusz Białowarczuk według projektu Lecha Dunina).

We wnętrzu kościoła:

• Figura „Matka Boża Kamionkowska” - rzeźba Marii z Dzieciątkiem, drewno, gotyk (XV w.). Pochodzi ze zniszczonego przez Szwedów kościoła parafialnego pw. św. Stanisława biskupa na Kamionie. - w niszy nad ołtarzem głównym
• Portal „domku loretańskiego”, czarny marmur, umieszczony tu w XVII w.
• Ambona (XVII w.).
• Obrazy: „Ukrzyżowanie”, „Najświętsza Maria Panna Niepokalanie Poczęta” (XVII w.), prawdopodobnie z warsztatu Michaela Willmanna, przywiezione po 1945 r. ze Śląska. - na ścianach zabudowujących krużganki, ponad nawami bocznymi
• Polichromia „Sceny z życia Najświętszej Rodziny” (XIX w.), mal. Bronisław Brykner. - ściany wnętrza kościoła

Na zewnątrz:

• Cmentarz przykościelny - spoczywają na nim żołnierze z okresu walk ze Szwedami w 1656 r. (m.in. znajduje się tu grób legendarnego Rocha Kowalskiego, poległego w bitwie o Warszawę i opisanego przez H. Sienkiewicza w „Potopie”), a także żołnierze insurekcji kościuszkowskiej i ofiary tzw. rzezi Pragi.
• Dzwonnica (XIX w.). - przed kościołem
• Figura „Madonna”wystawiona w podzięce za wyjście z Warszawy wojsk rosyjskich w 1915 r. i odzyskanie niepodległości przez Polskę, ufundowana w 1918 r.

• Bazylika katedralna pw. św. Floriana męczennika i św. Michała Archanioła (XIX/XX w., neogotycka według projektu Józefa Dziekońskiego), ul. Floriańska 5
• Pomnik ks. Ignacego Skorupki upamiętniający kapelana poległego 14 sierpnia 1920 r. w bitwie z Armią Czerwoną pod Ossowem; odsłonięty 13 sierpnia 2005 r., autor rzeźby Andrzej Renes. - na placu przed bazyliką katedralną
• Kamień poświęcony ofiarom rzezi Pragi w 1794 r., odsłonięty w listopadzie 1994 r. - na placu przed bazyliką katedralną
• Miejski Ogród Zoologiczny, ul. Ratuszowa 1/3