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 fit sentir. Cependant, le Conseil municipal rejeta l'idée d'une nouvelle église. L'archevêché fit alors agrandir, en 1891, l'ancienne chapelle des Œuvres, située au sein d'un hôpital, et desservie par les sœurs Augustines.
La chapelle devint paroisse en 1907 sous le vocable de Sainte-Geneviève. En 1908, elle fut à nouveau agrandie.
L'édifice est bâti en pierre 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.