La construction du pavillon Lefebvre, de 1963 à 1965, constitue la deuxième phase du projet d’agrandissement du Collège Notre-Dame conçu par l’architecte Gérard Notebaert. Le bâtiment est destiné à abriter des résidences d’étudiants et des locaux administratifs, libérant ainsi le corps principal de l’établissement pour l’enseignement. À l’instar du Centre Notre-Dame, réalisé précédemment par le même architecte, le nouvel ajout est résolument moderne, notamment par son mur-rideau. Il s’agit en effet d’un édifice épuré, dont les surfaces exploitent les possibilités techniques et plastiques du béton et du verre.
Le pavillon Lefebvre est composé de trois parties : un volume principal de cinq étages et deux sections plus basses, dites « déambulatoires », qui longent le Centre Notre-Dame à l’arrière et sur le mur ouest. Le toit-terrasse du volume principal et son élévation permettent de bénéficier d’une vue sur la montagne et l’Oratoire Saint-Joseph à l’avant, et sur la ville à l’arrière.
Le bâtiment prend place au milieu de plusieurs cours récréatives. À l’avant, entre le pavillon et le chemin Queen-Mary, est aménagé un espace vert comprenant des arbres matures et un petit étang artificiel. L’arrière du bâtiment donne quant à lui sur une cour de récréation.
Les déambulatoires du pavillon sont désormais cloisonnés; ils sont utilisés comme vestiaires et salles de musique. Depuis 2001, les anciennes résidences servent de locaux d’enseignement.