Der Bau der Liebfrauenkirche wurde 1857 von Dombaumeister Zwirner in neugotischem Stil begonnen. Die dreischiffige Basilika löste St. Clemens als damalige Pfarrkirche in Mülheim ab.
Sie wurde im Jahr 1865 von Weihbischof Johann Anton Friedrich Baudri konsekriert. Bis zur Eingemeindung Mülheims nach Köln im Jahr 1914 trug die Kirche den Namen "St. Mariä Himmelfahrt", wurde dann aber wegen der Namensgleichheit einer bedeutenden linksrheinischen Kölner Kirche umbenannt, um Verwechslungen vorzubeugen.
Die Kirche wurde im 2. Weltkrieg stark zerstört. Nachdem zunächst der Kindergarten als Notkirche diente, entschloss man sich, die Ruine nicht abzureißen, und baute die Kirche wieder auf. Der Architekt Rudolf Schwarz schuf damit eine interessante Verbindung von alten und neuen Bauelementen, indem er ein neues Chorhaus mit Betonstützen, vergoldeten Stahlträgern und einer Faltdecke errichtete, das an das erhaltene Langhaus angebaut wurde. Die erneute Konsekration der Kirche erfolgte im Jahr 1965.
Innenansicht der LiebfrauenkircheDer neue Chorraum ist ein fast quadratischer Raum mit einer Höhe von etwa 20 Metern, der von den Farben Weiß, Gelb und Grün beherrscht wird. Die Fensterbänder von Anton Wendling sind als Lichtbäume entworfen; ihre farbigen Scheiben sind in einen Riegelwerk aus Eisenbeton eingelassen. Der Hauptaltar aus grünem Marmor wurde von Hein Gernot aus einem Block gearbeitet. Das Kruzifix (1930) stammt von Eduard Schmitz junior.
Ebenfalls von Hein Gernot wurde der Turmhelm geschaffen, der der Kirche im Jahr 1965,100 Jahre nach ihrer ersten Einweihung, aufgesetzt wurde.
Die Orgel der Firma Romanus Seifert (Kevelaer) wurde 1955 angeschafft.
Adresse: Regentenstraße 4, 51063 Köln
Hinter dem Altarraum der Liebfrauenkirche liegt, von der Adamsstraße aus zugänglich, die Marienkapelle, die tagsüber auch außerhalb der Gottesdienstzeiten den Gläubigen als Ort des Gebetes und der eucharistischen Anbetung zur Verfügung steht.
Unweit davon befindet sich in der Adamsstraße 21 das Liebfrauenhaus.