À Paris, le quartier de Montmartre possédait des carrières de plâtre, grandement exploitées au XIXe siècle. Vers 1860, avec l'accroissement de la population, le besoin d'un nouveau lieu de culte se fait sentir. Mais le conseil municipal rejette l'idée d'une nouvelle église. L'archevêché fait alors agrandir, en 1891, l'ancienne chapelle des Œuvres, située au sein d'un hôpital, et desservie par les sœurs augustines.
La chapelle devient paroisse en 1907 sous le vocable de Sainte-Geneviève. En 1908, elle est à nouveau agrandie.
Le sanctuaire est bâti en pierre de meulière et en ciment. Scandé par des arcades en plein cintre d'une belle blancheur, l'intérieur possède une décoration assez sobre, typique de l'art religieux du début du XXe siècle.