Le concours international lancé par la ville en 1865 pour édifier une église dans ce quartier industriel est remporté par Anatole de Baudot, mais son projet jugé trop coûteux est remplacé par celui estimé plus rationnel du parisien Durand. Le Grenoblois Eugène Péronnet, qui a bâti une trentaine d’églises, est chargé de conduire le chantier jusqu’à sa retraite en 1875. Son rival, l’architecte diocésain Alfred Berruyer, auteur d’une soixantaine de lieux de culte dont Saint-Bruno de Voiron, prend alors le relais.
Inaugurée en 1881, l’église doit sa dédicace à une contribution financière considérable des Chartreux. Elle est aussitôt le bastion du catholicisme social le plus actif, avec un clergé militant soutenu par des laïcs dynamiques qui animent six congrégations et une soixantaine d’œuvres (scolaires et postscolaires, entraide familiale et sociale, bibliothèque, etc.). L’ensemble est coordonné par la Ruche populaire, organisme dont le modèle fut reproduit un peu partout. Quant au lieu de culte, prévu au départ en pierre et inspiré de la nouvelle cathédrale de Gap, il est finalement entièrement bâti en pierres factices, y compris ses colonnes, l’épiderme guilloché ou mouluré. Sa flèche, qui culmine à 67 mètres, est restée le bâtiment le plus haut de Grenoble jusqu’à l’érection de la Tour Perret.