L'église Saint-Dominique se situe dans le faubourg Saint-Jacques. Ce n'est qu'au XVIIe siècle que ce quartier prend son essor avec la création de l'abbaye de Port-Royal, du couvent des Oratoriens et, sur le plan scientifique, de l'Observatoire. Enfin, au XIXe, l'urbanisation suit : le boulevard de Port-Royal est tracé, les immeubles sortent de terre. Le besoin d'un édifice cultuel conduit à la construction de l'église Saint-Dominique par l'architecte Georges Gaudibert, de 1913 à 1921 - période longue qui s'explique par le retard provoqué par la première guerre mondiale.
Saint-Dominique rappelle peu ou prou les édifices romano-byzantins (style très à la mode à l'époque), l'architecte n'ayant pas hésité à imprégner l'édifice de ses idées personnelles. C'est l'une des premières églises construites en béton armé à Paris. A tel point qu'elle va devenir une référence, le béton armé revenant bien sûr moins cher que la pierre. L'intérieur est recouvert d'un enduit, sans fausses pierres. L'ornementation est marquée par le style Art déco.
Hormis la présence de statues d'un style moderne, l'église s'orne de grandes peintures murales, de très beaux vitraux mis en place en 1940-1941 et d'un Chemin de croix réalisés en mosaïque par l'atelier parisien des frères Mauméjean.