À la fin du XIXe siècle, le quartier industriel du Nouveau-Monde poursuit son développement associé à celui des forges de la ville. Toutefois, les habitants ne possèdent pas d'église et doivent se rendre au couvent des sœurs de Saint-Vincent. En 1896, la Compagnie des mines d'Anzin fait don du terrain de la fosse d'Orléans et donne l'autorisation de démolir les bâtiments présents pour la construction d'une nouvelle église destinée aux habitants de ce nouveau quartier en plein développement. De son côté, la Société des hauts-fourneaux et forges de Denain fait un don important afin de pouvoir engager les travaux. Ce premier financement est complété en 1900 par le lancement d'une souscription. Grâce à celle-ci, la parcelle voisine est acquise et les travaux de construction de la nouvelle église peuvent démarrer. Les plans de l'église sont réalisés par Louis Croïn, architecte installé à Tourcoing, connu pour avoir livré plusieurs églises dans le Nord. La pose de la première pierre a lieu le 11 juin 1901. Le chantier s'étend sur une durée de cinq ans pour s'achever en 1906. La flèche du clocher n'est toutefois posée qu'en 1912.

Dépouvu d'entretien, l'édifice, à la charge du diocèse de Cambrai, se dégrade. Pour des raisons de sécurité, la flèche est démontée en 1977. Trente ans plus tard, l'édifice est fermé au public. Une dernière messe y est célébrée en décembre 2007. L'église est désacralisée en 2012.

Le diocèse de Cambrai, le propriétaire, décide de la revendre pour l'euro symbolique à l'association valenciennoise La Maison de Mam-Jo. Celle-ci souhaite y installer une école des métiers du bois. Toutefois, faute de moyens suffisants pour entreprendre les travaux de restauration, le projet ne peut voir le jour et l'église est revendue en 2019 à la municipalité de Denain.

Après avoir envisagé d'y créer un musée de la métallurgie, la municipalité a pris la décision de démolir l'édifice lors du conseil municipal du 29 juin 2022.