Selon une plaquette éditée pour le centenaire de l'église Saint-Roch, celle-ci a été construite au cœur d'un quartier ouvrier en 1883-1884, à l'initiative du doyen Berteloot qui fit également construire les églises du Sacré-Cœur (1879) et Saint-Joseph (1884) dans d'autres quartiers ouvriers d'Armentières.

Le terrain est cédé gratuitement par l'entrepreneur César Debosque-Donte mais la construction de l'église est financée par une famille d'industriels du textile, les Cardon. L'édifice est dû à l'architecte roubaisien Paul Destombes, qui est également l'auteur des églises Saint-Joseph et du Sacré-Cœur. Simple église de secours à l'origine, elle est érigée en église paroissiale dès 1886.

Ravagée en 1916 par les bombardements de la Première Guerre mondiale, elle est reconstruite en 1930. Les auteurs de la reconstruction sont les architectes Albert Afchain (qui reconstruit également à Armentières les églises Saint-Joseph entre 1922-1931, et Saint-Louis, entre 1921-1932) et Négel. Ils fournissent les plans dès 1923, Florimond Dufour étant entrepreneur et Maurice Ringot, sculpteur (Malo-les-Bains-Dunkerque) étant chargé du décor porté (archives du Diocèse de Lille, 6 L 16).

La reconstruction de l'édifice est faite sur le même plan que celui de l'église originelle et dans un style proche (seules les baies et les pilastres de style classique de la façade et des collatéraux ont été remplacés par des ouvertures et des contreforts néo-romans, les triplets éclairant la nef par des baies en plein-cintre également néo-romanes). D'autres modifications sont apportées : les bandeaux décoratifs en calcaire n'ont pas été repris, le calcaire n'étant plus utilisé qu'en partie haute de la façade ; les trois dômes à pan coupé sont remplacés par des dômes ovoïdes ; la croix sommitale de la tour-clocher, en fer forgé, est remplacée par une croix en maçonnerie - mais le parti général intérieur a été restitué sans changement notable, d'après la comparaison entre des cartes postales du début du XXe siècle et l'état en 2002 avant démolition.

L'église est à nouveau bombardée en 1944 : la voûte du vaisseau central s'effondre et les vitraux sont brisés. L'église, réparée, est à nouveau ouverte au culte en 1948. La croix sommitale du clocher est détruite par la foudre en 1977. L'église, en mauvais état et infestée par la mérule, est fermée en 2000 (Voix du Nord, 22 décembre 2001). La démolition de l'église débute juste avant Noël 2002 (Voix du Nord, 14 janvier 2003).