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 okresie międzywojennym planowano podział parafii na część miejską i wiejską. Dla części miejskiej z inicjatywy proboszcza ks. Adolfa Ołdziejewskiego wybudowano w 1937r. w folwarku Pod Krzywą (obecnie ulica Ciołkowskiego) tymczasowy drewniany kościół pod wezwaniem Chrystusa Króla. Stał się on nowym centrum życia religijnego parafii. Dnia 25 czerwca 1941r. uciekający przed Niemcami Rosjanie kościół spalili, a ks. Ołdziejewskiego wraz z ojcem i wieloma parafianami zamordowali. W tej sytuacji duszpasterstwo ponownie skupiło się przy starym kościele. Po wojnie starą świątynię powiększono. W 1947r. ks. proboszcz Antoni

Lewosz rozpoczął starania o budowę nowego kościoła w Dojlidach. Projekt świątyni sporządził białostocki architekt inż. Stanisław Bukowski. Budowę z wielkim zaangażowaniem parafian prowadzono w latach 1949-1955. W dniu 28 sierpnia 1955r. Biskup Władysław Suszyński dokonał konsekracji kościoła pod wezwaniem Niepokalanego Serca Maryi. Stary kościół rozebrano. Stanisław Bukowski projektował konsekwentnie także wyposażenie wnętrza kościoła oraz ogrodzenie cmentarza kościelnego i cmentarza grzebalnego. Płaskorzeźby w prezbiterium projektowała art. mal. Placyda Bukowska. Wykonawcą był art. rzeźb. Jerzy Machaj. Drogę Krzyżową z ceramiki wykonała art. rzeźb. Irena Pławska z Warszawy. W 1960r. ufundowano dzwony. W 1965r. wykonano szlachetne tynki. W 1970r. wyposażono kościół w organy.

W latach 90-tych został przeprowadzony generalny remont kościoła. W 1997r. wykonano nową aranżację prezbiterium wg projektu art. plast. Krystyny Zawadzkiej. Ołtarz boczny i epitafium ks. Antoniego Lewosza i ks. Stanisława Suchowolca wykonał art. rzeźb. Krzysztof Jakubowski. Obrazy Jezusa Miłosiernego, Matki Boskiej Częstochowskiej i Niepokalanego Serca Maryi zostały namalowane przez art. plast. Józefa Zdziecha. Dzięki swej architekturze kościół jest jednym z ciekawszych obiektów tego czasu w Polsce. Dwunawowa budowla, silnie zgeometryzowana, ze swoistą dekoracją, nawiązuje do międzywojennego modernizmu. W roku 1994 kościół został wpisany do rejestru zabytków przez Konserwatora Wojewódzkiego w Białymstoku. Parafia Dojlidy została zmniejszona obszarowo i liczbowo przez powstanie kolejnych parafii: Świętego Wojciecha w Białymstoku (1979r.), Ducha Świętego w Białymstoku (1987r.), Krzyża Świętego w Grabówce (1989r.) oraz Chrystusa Króla w Białymstoku (1990r.) po wybudowaniu kościoła pod tym wezwaniem przez całą parafię dojlidzką i przez utworzenie parafii pod wezwaniem Świętego Jana Chrzciciela w Dojlidach Górnych (2001r.). W latach 1986-89 Dojlidy stanowiły centrum modlitw i Mszy św. za Ojczyznę w Białymstoku, organizowanych przez ks. Stanisława Suchowolca – kapelana Solidarności. 

Dnia 30 stycznia 1989r. został on skrytobójczo zamordowany na plebanii w Dojlidach. Przy kościele znajduje się jego grób. Na 50-lecie konsekracji kościoła zostały wykonane monumentalne drzwi wejściowe ze scenami maryjnymi wg projektu art. rzeźb. Krzysztofa Jakubowskiego, który też wykonał płaskorzeźby do tych drzwi. Wspólnota parafialna pamiętając o tradycji buduje swoją przyszłość na wierności Chrystusowi i Jego Najświętszej Matce Maryi.