En novembre 1886, un oratoire fut ajouté au calvaire (IA62000038) présent en haut de la falaise, près du croisement de la rue de la Tour-d’Odre et de la rue Bucaille. Ce bâtiment avait été offert par Pierre Antoine Joseph Lonquety. L’ensemble est un poste d’observation pour la défense anti-aérienne dès mi-1942 mais il est détruit sous les bombardements de la Seconde Guerre mondiale.

Un nouveau crucifix est monté en 1947, sculpté par Georges Saupique. L’oratoire est rebâti en 1974 selon les plans du révérend père Henry Delpierre, mais précédé d’une cour crénelée. Le cloître fut couvert en 1980. Les verrières du chevet de la chapelle furent réalisées par Henry Lhotellier et posées en 1974, et celles de la façade par Jacques Loire de Chartres la même année. Le haut-relief d'une Vierge à l’Enfant fut réalisé par la sculptrice Nicole Hémard et date de 1974 (signé et daté). En janvier 1995, l’ensemble est victime de l’érosion de la falaise et doit être détruit.

La chapelle est reconstruite sur un nouveau site, plus éloigné de la falaise. Cet édifice, qui est la chapelle actuelle (non photographié), est édifié selon les plans de Guy Crespel et inauguré en juin 1996. Trois éléments de l’ancien site ont pu être réutilisés : l'un des vitraux du chevet, aujourd’hui conservé dans la chapelle, une porte de l’ancienne chapelle et la Croix de l’ancien Calvaire.