През XVII век френската монахиня Маргарита-Мария от Алакоке известява, че Бог желае да се построи храм „за слава на Неговото Божествено Сърце“. Бог показва на канонизираната по-късно за светица Своето Свято Сърце, заобиколено от огън, короновано с трънен венец, с открита кървяща рана. От вътрешността на Сърцето излиза кръст. Светицата чува Господ да казва: „Ето тук е сърцето, толкова обичано от хората, но голяма част от тях не показват нищо повече от неблагодарност, непочтителност и пренебрежение към това тайнство на любовта.“ Летописите твърдят, че това се случва на 16 юни 1675 година.

Изминават, обаче, цели две столетия, преди да започнат работите по изграждането на църквата. Двама ревностни християни – Александър-Феликс Лежантий и неговият баджанак Губер Роо де Флери дават обет да построят църква, посветена на Христовото Пресвято Сърце (Sacré Coeur). На 25 юли 1873 година Националното събрание утвърждава това богоугодно дело и го обявява за общонароден почин.

Първоначалната идея да се посвети храма на загиналите във Френско-пруската война среща упорита съпротива и е подложена на силна критика, но депутатите дават своята подкрепа на предложението.

Начинанието за построяването на храм, посветен на Пресветото сърце Иисусово получава поддръжката на множество вярващи, както и на Парижкия архиепископ Жилберт. Своята благословия изпраща и папа Пий IX. Провежда се конкурс, и в крайна сметка е приет проектът на Пол Абадие. Разходите за строителството надвишават 40 милиона франка. Те са покрити от вярващите католици чрез оригинален начин на събиране на средства – всеки може да си купи камък и на някои от блоковете (в зависимост от цената) се изписват инициалите на дарителите.

На 18 юни 1875 година в присъствието на маршал Мак-Магон, президент на Републиката, е направена първата копка на строежа. В основите са поставени бронзов медальон „Франция поднася на Христос монмартърската базилика“, торбичка с френски медали от Френско-пруската война и пергамент с протокол на церемонията по основаването на Sacré Coeur. Не след дълго, обаче, строителните работи са прекъснати, за да се укрепи теренът, силно изровен от старите каменоломни на хълма.

Строителните работи приключват през 1914 година, но поради избухването на Първата световна война храмът е осветен чак на 16 октомври 1919 година. През този дълъг период Оноре Доме, Шарл Лене, Анри Ролин, Люсиен Ман и Луи-Жан Юло вдъхват живот на първоначалния проект, като всеки го тълкува по своему. Вдъхновението за облика на Sacre Coeur се породило от разделението на френския народ след Френската революция на, от една страна, религиозни католици, и, от друга, на демократи, секуралисти, социалисти и радикали. Този разкол станал особено явен след Френско-пруската война и последвалото въстание Парижката комуна от 1870 г. Днес се твърди, че базиликата е построена в памет на 58 000-те загинали по време на тази война.