Ide untuk membangun gereja Katolik di puncak Tibidabo muncul pada akhir abad ke-19 di tengah rumor tentang pembangunan gereja Protestan dan hotel-kasino di lokasi tersebut. Hal ini memotivasi "Dewan Ksatria Katolik" untuk memperoleh kepemilikan ladang tersebut dan memberikannya kepada Santo Yohannes Bosco pada tahun 1886, ketika dia mengunjungi Barcelona atas undangan Dorotea de Chopitea, seorang Dorotea de Chopitea yang hebat,pelindung dan promotor proyek. Dari sinilah timbul ide sebuah bangunan yang dipersembahkan kepada Hati Kudus Yesus, sebuah dedikasi yang sangat populer pada masa itu berkat dorongan yang diberikan oleh Paus Leo XIII, dan sejalan dengan gereja yang dibangun di Roma oleh Bosco sendiri (Sacro Cuore di Gesù a Castro Pretorio) dan Sacré-Cœur yang terkenal di Paris.

Pada tahun 1886, pertapaan neo-Gotik dibangun, dan dua tahun kemudian, untuk Pameran Universal, jalan Vallvidrera mengalami urbanisasi dan paviliun inspirasi Mudejar dibangun di samping pertapaan untuk dijadikan titik pandang (untuk kota di bawah). Namun, proyek pembangunan gereja mengalami penundaan yang signifikan terutama karena pengembangan proyek baru untuk membangun observatorium astronomi di puncak Tibidabo, yang akhirnya dibangun di bukit terdekat (Fabra Observatory). Akhirnya, pada tanggal 28 Desember 1902, peletakan batu pertama dilakukan dalam sebuah upacara yang dipimpin oleh Uskup Barcelona, Salvador Casañas i Pagès.

Ruang bawah tanah dibangun antara tahun 1903 dan 1911, dan gereja utama dibangun antara tahun 1915 dan 1951. Gereja ini ditahbiskan oleh Uskup Gregorio Modrego Casaus pada Kongres Ekaristi ke-35 yang diadakan di Barcelona pada tahun 1952. Menara diselesaikan setelahnya, dan pekerjaan secara resmi berakhir pada tahun 1961. Pada tanggal 29 Oktober 1961 gereja menerima gelar basilika minor dari Paus Yohanes XXIII.