La idea de construir un temple catòlic al cim de la muntanya del Tibidabo sorgeix a finals del segle xix davant dels rumors sobre la construcció d'un temple protestant i un hotel-casino en aquell indret, motiu pel qual una "Junta de Cavallers Catòlics" adquireix la propietat del terreny i el cedeix el 1886 a Sant Joan Bosco, de visita llavors a Barcelona convidat per Dorotea de Chopitea, gran mecenes i promotora del projecte. Es concreta llavors la idea de fer un temple dedicat al Sagrat Cor de Jesús, advocació de moda en aquell temps gràcies a l'impuls del papa beat Pius IX, i seguint la línia del temple construït a Roma pel mateix Giovanni Bosco (Sacro Cuore di Gesù), així com del famós Sacré-Cœur de París.

El 1886 es construeix una petita ermita neogòtica, i dos anys més tard, amb motiu de l'Exposició Universal, s'urbanitza la carretera de Vallvidrera i es construeix al costat de l'ermita un pavelló d'inspiració mudèjar, que servia de mirador. Tanmateix, el projecte patirà un important retard a causa sobretot de l'aparició d'un nou projecte per a construir un observatori astronòmic al cim del Tibidabo, que finalment es farà a un turó proper (Observatori Fabra). Mentrestant s'havia constituït la Societat Anònima Tibidabo impulsada pel doctor Salvador Andreu i el 1901 s'inaugurava el funicular. Finalment, el 28 de desembre de 1902 es col·loca la primera pedra del Temple del Sagrat Cor en un acte presidit pel bisbe de Barcelona Salvador Casañas i Pagès.