Construite sur une butte « hors Paris » entre 1855 et 1859, l’église domine alors un territoire encore peu habité qui va devenir rapidement, pour une centaine d’années, un des arrondissements les plus industriels de la capitale.
Le bâtiment est de style néoroman (architecte : Claude Naissant). Éléments décoratifs : peinture de la voûte du chœur, Vierge à l’Enfant de Félix Jobbé-Duval (1862). En 1953 le peintre Anders Osterlind décore le chœur dans les tonalités chaudes qui lui sont propres (Noces de Cana, Crucifixion, Anges et Prophètes). Très abîmés, les vitraux d’origine sont remplacés en 1969 par des œuvres de Guy Le Chevalier.