Nhà thờ Tam Toà được Giáo hội công giáo xây dựng vào năm 1886 nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt tôn giáo trên địa bàn Đồng Hới. Năm 1954, hầu hết giáo dân Đồng Hới và các vùng phụ cận đã di cư vào Nam, chỉ còn lại rất ít một số giáo dân sinh hoạt tại gia.

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cả thành phố Đồng Hới gần như bị máy bay đế quốc Mỹ hủy hoại hoàn toàn, chỉ còn lại cây đa Chùa Ông, tháp nước Đồng Hới và tháp chuông nhà thờ Tam Tòa. Trong đó, nhà thờ Tam Tòa bị trận bom ngày 11/02/1965 đánh sập, phần còn lại chỉ là tháp chuông với chi chít vết đạn.

Ngày 26/2/1997, UBND tỉnh Quảng Bình đã có Quyết định số 143/QĐ-UB công nhận tháp chuông nhà thờ Tam Tòa là di tích lịch sử - văn hóa, chứng tích tội ác chiến tranh cần được bảo vệ nghiêm ngặt, tôn tạo chứng tích này trở thành địa điểm giáo dục truyền thống trực quan cho thế hệ trẻ; đồng thời là điểm để du khách đến tham quan.