À sa construction, l'église Notre-Dame à Douai était adossée au rempart. On sait qu'elle a été construite à l'emplacement d'une chapelle et qu'elle existait déjà au XIIe siècle. Son histoire se confond avec celle de la ville. Le bombardement allié du 11 août 1944 en a détruit le chœur. Après restauration, l'église a été rouverte en 1980. Elle est classée au titre des monuments historiques depuis 1962.
La nef, érigée en grès et briques, date du XIIIe siècle. Son style architectural est rattaché au roman tardif. Elle est couverte d'une voûte en bois du XVe. Quelques éléments de sculpture du XVIIe siècle ornent le transept (lui-même du XVe siècle) et le chœur. À cela s'ajoutent des tableaux et des tapisseries.
L'église Notre-Dame dégage une atmosphère médiévale de vieilles pierres extrêmement chaleureuse. La reconstruction du chœur, après la dernière guerre, s'est montrée fidèle à cet environnement. Les grandes baies vitrées, très modernes, du transept sont dues à l'atelier Lorin. Celles du chœur, financées par des Allemands, viennent de l'atelier allemand Schreiner.