Im Jahr 1922 gründeten die Missionare vom Heiligsten Herzen Jesu einen neuen Seelsorgebezirk im Osten der stark angewachsenen Pfarrei St. Josef in Oberhausen-Styrum. Zunächst nutzten die Geistlichen den Tanzsaal einer Gastwirtschaft, den sie als provisorische Notkirche herrichteten. Schon 1924 hatte sich die Gemeinde so weit gefestigt, dass ergänzend dazu ein Chorraum, eine Sakristei und sogar ein Glockenturm errichtet werden konnten.
Die Zerschlagung des Klosters durch die Nationalsozialisten im Jahr 1941 und ein Bombenangriff im Jahr 1943 schienen jedoch alle Bemühungen wieder zunichte gemacht zu haben: Das gesamte Kirchengebäude lag mit Ausnahme des Turms in Trümmern. Zwar bezogen die Missionare bereits im September 1945 wieder ihren alten Standort, die Gemeinde musste aber noch bis weit in die 1950er Jahre hinein erneut in einer Notkirche Platz finden, ehe 1956 der Grundstein für das neue Kirchengebäude nach einem Entwurf Gottfried Böhms gelegt wurde. Es handelt sich um eines der ersten Werke, die Böhm ein Jahr nach dem Tod seines Vaters Dominikus realisierte. Geweiht wurde die Kirche im November 1957 und bildete anschließend auch den Mittelpunkt einer eigenständigen Pfarrei. Als Ausdruck eines wachen Geschichtsbewusstseins findet sich seit 1988 eine Gedenktafel mit den genannten Meilensteinen in einer Nische der Kirchenwand anstelle einer ehemaligen Außentür.
Die Kirche befindet sich unmittelbar an einer der Hauptstraßen Oberhausens, die das Stadtgebiet von Norden nach Süden durchquert und gliedert sich in die geschlossene Bebauung des Straßenzugs ein. Wie zur Abwehr verschließt sich die rote Mauerwerksfassade der Kirche vollständig zu dieser lärmenden Verkehrsachse und weist lediglich zwei Nischen auf, die zum einen die Gedenktafel zur Gemeindegeschichte sowie zum anderen ein Kruzifix über dem weißen Schriftzug „Klosterkirche U.L.F.“ aufnehmen. Neben dem eigentlichen Kirchengebäude öffnet sich ein zur Straße hin geöffneter Vorhof, von dem aus das seitlich hervortretende Eingangsportal des Kirchenraums erreichbar ist. Die beiden anderen Seiten des Hofs werden durch das Pfarrhaus und einen Verbindungsriegel zwischen Kirche und Pfarrhaus mit gleicher Fassadengestaltung geschlossen. In letzterem befindet sich eine Durchfahrt zum rückwärtigen Bereich der Anlage, in dem sich weitere Einrichtungen der Gemeinde und auch der alte Turm befinden. Um der Inszenierung der Namenspatronin der Kirche Rechnung zu tragen, ist das Pfarrhaus gegenüber der Straßenflucht um mehrere Meter unterschnitten, sodass sich Platz für eine große neugotische Marienfigur aus der zerstörten Vorgängerkirche bietet.
An der Ecke des Gesamtkomplexes ist sie dort auf einem hohen Sockel für Passanten und Vorbeifahrende sichtbar. Als ein gestalterisches Charakteristikum des Entwurfs verwendete Gottfried Böhm ein heute weiß lackiertes Stahlgerüst, das den Vorhof und die „Marienecke“ auf der Straßenseite räumlich einfasst und die Flucht der Kirchenwand weiterführt. Die Leichtigkeit dieser Konstruktion gewährt dabei weiterhin Transparenz und Offenheit gegenüber dem Stadtraum. Ursprünglich wiesen die weiß gehaltenen Bauteile jedoch eine schwarze Farbgebung auf. Alle zur Straße gewandten Gebäudeteile besitzen ein flaches Dach und nehmen die Traufhöhe der unauffälligen Nachbarbebauung auf, sodass sich der Entwurf nicht in den Vordergrund drängt. Mit etwas Abstand ist jedoch eine Höhenentwicklung zu erkennen, mit einem spitzen Kegeltürmchen an der Ecke über der Marienfigur, einem herausgehobenen Lichtgaden mit Zeltdach und einem spitzen Dachreiter über dem Kirchenraum sowie dem älteren Kirchturm. Letzterer steht mit seiner fast schon venezianischen Anmutung in deutlichem Kontrast zur Modernität des Kirchengebäudes. Die Vielfalt der Gebäudeteile und Funktionen macht deutlich, dass es sich nicht nur um eine Kirche, sondern um einen Gemeindekomplex oder auch „Kloster“ – mit verschiedenen Bauten und Funktionen handelt.
Durch das nachträglich vorgebaute Eingangsportal, bei dem es sich ursprünglich um einen äußerst leichten Glaswürfel handelte, gelangen Besuchende sofort in den Hauptraum der Kirche. Sowohl hinsichtlich seiner Geometrie als auch seiner Ausstattung stellt sich dieser betont schlicht dar. Umgeben von einem dreiseitigen Umgang findet die Gemeinde in einem quadratischen Raum Platz. Sehr schlanke und hohe Stahlstützen tragen das Zeltdach und gliedern die Wände, die wie die Untersicht des Daches in Weiß- und Grautönen gehalten sind. Der weit in die Raummitte gezogene Chorbereich auf der Südseite des Raums mit seinem weißen Marmoraltar kann von drei Seiten durch die hölzernen Kirchenbänke umstellt werden, sodass Laien und Geistliche stärker als Einheit wahrzunehmen sind. Dieser Eindruck wird jedoch ohnehin durch das alle gleichsam überspannende Zeltdach vermittelt.
Die Belichtung des Raums erfolgt über eine vollflächige Verglasung zwischen den Stützen im Bereich des dreiseitigen Obergadens, hauptsächlich aber über eine raumhohe Verglasung der Westseite des Kirchenraums. Von der Traufe bis zum Boden sind dort alle Flächen zwischen den Stützen mit einem kleinteiligen Raster aus bunten Glasscheiben ausgefüllt, die allesamt mit Marien- und Christussymbolen wie Schmetterlingen und Blumen geschmückt sind. Heute ist an dieser Stelle ein Nachbau aus dem Jahr 1979 zu sehen, der die korrodierte Originalwand ersetzte. Bis auf die liturgischen Einrichtungsgegenstände wie dem Tabernakel des Kölner Künstlers Elmar Hillebrand und der 1984 erneuerten Orgel bleibt der Raum schmucklos. Der Eindruck der Abwehr und Verschlossenheit im Äußeren wird also kontrastiert durch ein hohes Maß an Transparenz und Leichtigkeit in der Gestaltung des Innenraums. Hinter der gläsernen Westfassade des Kirchenraums befindet sich ein als Kreuzgang gestalteter Innenhof mit dichter Bepflanzung. Gedacht als ruhiger Ort der inneren Einkehr, integrierte die Gemeinde dort ab 1987 eine zusätzliche Kapelle für Gottesdienste an Werktagen.
Die Klosterkirche Unsere Liebe Frau begründete die typologische Gruppe der sogenannten „sakralen Hofhäuser“ im Werk Gottfried Böhms. Kennzeichnend für diese Gruppe sind ihre Abgeschlossenheit gegenüber dem Straßenraum, die Anordnung von Vor- und Innenhöfen sowie die Zurschaustellung von innerer Transparenz im Gegensatz zur äußeren Geschlossenheit. Inspirationsquellen für diese Typologie sollen antike Hofhäuser frühchristlicher Gemeinden und orientalische Bautypen wie Moscheen und Karawansereien gewesen sein. Des Weiteren gibt es Deutungen, die das Oberhausener Zeltdach mit dem „alttestamentarischen Bundeszelt“, dem Mischkan, als Leitidee in Verbindung bringen. Dieses Motiv des Zeltes nutzte Gottfried Böhm in zahlreichen weiteren Kirchen – nicht zuletzt mit Hilfe seiner innovativen Gewölbedecken – und knüpft damit an die Idee des mobilen Heiligtums, dem Mischkan, aus dem Buch Exodus an.
Die schlichte Formgebung des Kirchenentwurfs in Oberhausen kann jedoch auch im Speziellen auf die einfache und genügsame Lebenseinstellung der örtlichen Missionare hinweisen. Mit der weit in den Raum vorgezogenen Lage des Altarbereichs nimmt Gottfried Böhm zudem wesentliche Anregungen der Liturgiereform auf, die erst im nächsten Jahrzehnt mit dem II. Vatikanischen Konzil offiziellen Charakter erhielten.