W latach 1874-1876 na działce, na której dawniej znajdował się klasztor i kościół Augustianów, zbudowano cerkiew prawosławną w stylu bizantyjsko-ruskim rosyjski wg projektu Dawida Grimma. Świątynia służyła żołnierzom rosyjskim jako cerkiew garnizonowa.
Podczas I wojny światowej w 1915 roku Rosjanie wywieźli podczas ewakuacji dzwony, ikony i inne wyposażenie ruchome cerkwi. Po zajęciu twierdzy w Brześciu przez Niemców świątynia została przeznaczona na katolicki kościół garnizonowy dla żołnierzy niemieckich. Po włączeniu Brześcia do Polski świątynia została ponownie poświęcona w 1919 roku. Obiekt został przeznaczony na kościół garnizonowy pod wezwaniem św. Kazimierza, który w latach 1924-1925 przebudowano dostosowując do nowej roli. Projektantem przebudowy był inż. architekt Julian Lisiecki. Po 1934 roku absolwent ASP w Warszawie Bolesław Rajkowski namalował we wnętrzu dwa batalistyczne freski związane z historią polskiego oręża: bitwą pod Wiedniem i bitwą warszawską 1920 roku. Kościół po przebudowie przypominał zniszczony kościół augustianów, miał trójnawowe wnętrze, a nad dwuspadowym dachem krytym dachówką znajdowała się sygnaturka (niewielka wieżyczka), z nawiązującą do baroku i modernizmu fasadą zwieńczoną szczytem. Prawy ołtarz poświęcono Matce Boskiej Królowej Korony Polskiej.