Comme la chapelle du monastère du collège Sainte-Barbe était devenue trop petite, l'église Sainte-Barbe a été construite comme une nouvelle église collégiale. Le 24 mai 1855, le cardinal italien Matteo Gonelle pose la première pierre consacrée par le pape Pie IX. En octobre 1858 l'église a été ouverte aux croyants pour la première fois.

Le père jésuite Prosper Coppens, le concepteur de cette église, avait initialement des plans très ambitieux. Malheureusement, à cause d'un manque d'argent, l'architecte Frans Steyaert n'a jamais pu accomplir complètement ces plans. Par exemple, l'église manque un dôme en bronze à l'intersection. Il fallait donc se contenter d'une finition plate de la voûte en coupole. La sculpture anticipée, qui devrait apporter plus de relief, a également été omise. Selon les plans, la façade avait également une vue différente; des tours gracieuses avaient été dessinées aux deux coins de l'église.

Afin d'avoir une finition plus détaillée, trois sculptures ont été placées sur le pignon en 1901 pour représenter la foi, l'espoir et l'amour. Les embellissements ont ensuite été retirés, probablement parce qu'ils étaient devenus délabrés. 

Depuis la profanation de l'église en 2012, l'édifice est à peine utilisé. En 2016, on a passé l'ordre pour l'élaboration d'une nouvelle destination pour l'église Sainte-Barbe. De plus, l'extérieur de ce monument protégé a besoin d'une restauration approfondie.