Omdat de kloosterkapel van het Sint-Barbaracollege te klein geworden was, werd de Sint-Barbarakerk als nieuwe collegekerk gebouwd. Op 24 mei 1855 legde de Italiaanse kardinaal Matteo Gonelle de door paus Pius IX gewijde eerste steen. Het was in oktober 1858 dat de kerk voor het eerst voor gelovigen werd opengesteld.

Pater jezuïet Prosper Coppens, de ontwerper van deze kerk, had oorspronkelijk zeer ambitieuze plannen. Helaas, door een gebrek aan fondsen, kon architect Frans Steyaert deze plannen echter nooit volledig uitvoeren. Zo mist de kerk een bronzen koepel op de kruising. Men moest dus maar tevreden zijn met een platte afwerking van het koepelgewelf. Ook het voorziene beeldhouwwerk, die voor meer reliëf moest zorgen, bleef achterwege. Volgens de plannen had ook de gevel een ander uitzicht; aan beide uithoeken van de kerk waren namelijk sierlijke torens getekend.

In een poging tot meer afwerking werden in 1901 bovenop de geveltop drie beelden geplaatst als weergave voor het Geloof, de Hoop en de Liefde. De verfraaiingen werden later, waarschijnlijk omdat ze bouwvallig geworden waren, weer weggehaald. 

Sinds de kerk in 2012 ontwijd werd, wordt het gebouw nog amper gebruikt. In 2016 werd dan ook een opdracht uitgeschreven om een nieuwe bestemming uit te werken voor de Sint-Barbarakerk. Bovendien is het exterieur van dit beschermd monument aan een grondige restauratie toe.