En dehors du Paris médiéval, la capitale, au XIXe siècle, n'était encore qu'une suite de petits bourgs dans la campagne. En 1824, le village des Batignolles comptait cinq mille habitants et dépendait de Clichy. On décida de construire une église ; une souscription fut lancée. La petite somme récoltée ne permit que l'érection d'une chapelle terminée en 1829.
Mais la population continua de s'accroître. Le village devint la commune indépendante de Batignolles-Monceau.
Pour les besoins cultuels, il fallut agrandir la chapelle. L'architecte Paul-Eugène Lequeux (1806-1873) fut chargé des travaux. Appliquant la forme en croix latine, il fit ajouter au petit édifice les deux bas-côtés, le transept et le chœur. Le tout s'acheva en 1851. En 1860, la commune de Batignolles-Monceau fut rattachée à Paris.
L'édifice s'inspire de la basilique romaine antique. Son porche ressemble à celui d'un temple grec. L'intérieur porte la marque des églises construites sous la Restauration. Sainte-Marie-des-Batignolles est une église sobre, presque sévère. Heureusement, deux éléments viennent casser cette sobriété et embellir l'édifice : un plafond plat à compartiments peints et un chœur, à la mode du XIXe siècle, avec un très beau retable.