Kosztorys nowego projektu przedstawiony w kwietniu 1899 opiewał na sumę 117815 rubli i 88 kopiejek.
Budowa nowego kościoła thumb|Witraże bazyliki Po uzyskaniu pozwolenia na budowę ukonstytuował się Komitet Budowy Kościoła pod przewodnictwem ks. Szwarca i 19 kwietnia 1900 rozpoczęto roboty budowlane. 11 czerwca tego samego roku ks. Szwarc poświęcił kamień węgielny. W połowie 1901 ukończono kładzenie fundamentów kościoła natomiast sam kościół wzniesiono w latach 1902–1905.
17 września 1905 uroczystego poświęcenia kościoła z rozporządzenia biskupa wileńskiego Edwarda von Roppa dokonał prałat wileński, ks. Jan Kurczewski. Prace wykończeniowe we wnętrzu zakończyły się 27 października 1907.
Zakończoną budowlę tak opisywał wileński tygodnik „Przyjaciel Ludu” w 1907: kościół białostocki nie jest jeszcze wykończony ale to co już zrobiono jest tak piękne, gustowne i stylowe, że warto (...) zwiedzić Białystok jedynie dla obejrzenia tej świątyni wspaniałej (Z Litwy, Rusi i Królestwa polskiego. Białystok, „Przyjaciel Ludu” 1907, nr 17, s.135, w: .