Die Liebfrauenkirche wurde 1958-61 als Nachfolgebau der im Zweiten Weltkrieg zerstörten alten Pfarrkirche von dem Architekten Toni Hermanns erbaut.
Den Haupteingang markiert ein hoher und breiter quaderförmiger Eingangsturm, über den die Liebfrauenkirche mit ihrem nach hinten leicht abfallenden Kirchenschiff mit Flachdach erschlossen wird. Der Sakralbau teilt sich in Unter- und Oberkirche. Über der Unterkirche liegen auf der einen Seite auskragende Seiten- und Querschiffe, die so einen Laubengang bilden.
Der doppelgeschossige quaderförmige Baukörper wurde mithilfe einer längs ausgerichteten Stahlrahmenkonstruktion errichtet.

Der Innenraum der Liebfrauenkirche zeichnet sich durch eine weiträumige, durch kristallin gebrochene Plexiglasfenster beleuchtete Oberkirche und einen Andachtsraum im Untergeschoss aus. Die Ausstattung des Vatikanischen Pavillons von der Brüsseler Weltausstellung des Jahres 1958 mit ihren farbigen Glasmalereien, Wandbildern, Mosaiken und anderen Ausstattungsstücken wie Altar mit Baldachin und Kreuz, wurde in die Liebfrauenkirche eingegliedert.

Im Rahmen von Reformen wurde die Kirche mit anderen Gemeinden in Duisburg zusammengelegt und das Gebäude von der katholischen Kirche aufgegeben. Zu ihrer Erhaltung wurde 2007 die Stiftung Brennender Dornbusch, benannt nach dem Relief an der Hauptfassade, gegründet. Der 2013 fertiggestellte Umbau wurde vom Architekten Prof. Hannes Hermanns, dem Sohn des Erbauers, durchgeführt. Während die Unterkirche als Gottesdienstraum erhalten blieb, wird die Oberkirche nun als Kunst- und Kulturzentrum genutzt.