位於徐匯區蒲西路158號的徐家匯天主堂是上海最大的天主教堂，也是中國第一座按西方建築方式建造的教堂。它座西朝東，平面呈十字形，是一座仿法國中世紀哥特式建築，紅色的磚牆，白色的石柱，青灰色的石板瓦頂，兩座鐘樓，南北對峙，高聳入雲。徐家匯天主教堂以其規模巨大、造型美觀、工藝精湛，在當時被譽為上海的第一建築。

    17世界初，西方傳教士開始在上海地區活動，“敬一堂”是上海第一座正式的天主堂，後俗稱“老天主堂”，是中國廟宇式建築，建於明代崇祯年間（1640年）。清代雍正皇帝下令禁止傳教後，“敬一堂”改為關帝廟。鴉片戰爭後，西方傳教士重來上海，教徒迅速發展，1847年耶酥會傳教士南格祿選擇上海徐家匯興建天主教堂。

    徐家匯原是蒲匯塘、肇家浜和法華泾三水匯合處，是個人煙稀少的小村莊。明代傑出的愛國科學家徐光啟曾在這裡建農莊，從事農業實驗。他在天文、數學、軍事等領域撰寫了一批學術著作。徐光啟信奉天主教，1604年到京城考中進士，後來任禮部尚書，明末官至宰相。徐做京官後將父親和夫人接去，其父親和夫人去世後，徐都將墓歸葬於徐家匯墓地（今光啟公園內），徐光啟逝世後也葬於此。徐光啟的後裔有十余家居住在徐家匯，其中四家信教，周圍還有十余人信教。得天獨厚的徐家匯被南格祿發現後，決定將徐家匯作為耶酥會的基地。1847年3月在徐家匯墓地北側動工興建耶酥會會院，1851年3月又在肇家浜的西岸建造中國第一座天主教堂，因奉耶酥會創始人“依納爵”為主保，故稱“聖依納爵堂”。徐家匯有了天主教堂後，教徒日益增多，僅能容納200余人的舊教堂已不敷使用。

    耶酥會經過幾十年的發展，在徐家匯不僅有教堂，而且還有修道院、博物院、藏書樓，天文台、聖母院、育嬰堂等，成為徐家匯天主堂教區、江南傳教區的中心。1896年耶酥會決定建造一座新的大教堂，得到了徐光啟後裔和另一姓陸教徒的支持，捐獻了自己的一部分土地用於建造新教堂。因當時在建天文台、擴建會院等財力不足，建造新堂的工程拖到1904年才正式上馬。

    新堂在舊堂的南側（今蒲西路158號），由陶特凡爾（Dodwall）建築師設計，法國上海建築公司耗時六年建成。教堂高五層，磚木結構，占地面積2670平方米，建築面積為6700平方米。建築平面呈十字形，教堂大門朝東，大堂進深79米，面寬28米，連同兩翼寬44米，高28米。堂內挺立著64根立柱，每個根立柱用10小圓柱拼合而成，都是用金山石精刻細鑿。教堂由中廳和西側廊組成。中廳高敞，空間有三層高，兩側較低為二層高，中高側低傾射的采光，加上鑲嵌圖案和神像的彩色玻璃，使教堂更顯得神秘。西側廊外側各有一排小祈禱堂，後部作半八邊形布局，當中設主祭台，教堂落成時是臨時的，1919年復活節前特地從法國巴黎運來一座精制的祭台安裝在正中，有耶稣、聖母像、雕刻精美，色彩鮮明。堂內還有19座小祭台。大堂可容納2500人做彌撒，室內大方磚鋪地，中間走道用花瓷磚鋪築。

    教堂外觀為法國哥特式。外牆為清水紅磚砌築，四周有鉛條玻璃尖拱窗，分間處有石扶壁。立面南北兩側兩座對峙的鐘樓高度達56米，鐘樓尖塔頂是十字架。立面中間有疊澀形成的多層拱券大門、玫瑰窗及山牆組成，正門上面有4幀福音聖史雕像，正中設耶稣抱十字架大石像。頂脊呈尖拱狀，堂脊高27～28米，堂頂周圍設天溝，天溝的水可從牆四周所設的石獸嘴裡噴出來。

    1910年10月22日，新教堂落成，舉行祝聖典禮，並舉行了第一次彌撒。教堂規模宏大，裝飾華麗，被譽為“中國教堂之巨擎”、“遠東第一大教堂”。

    解放後，上海天主教開展反帝愛國運動，1960年張家樹當選為首任自選自聖主教，原奉“聖依納爵”為主保，改為奉“天主之母”為主保。1966年“文革”中，兩座鐘樓尖頂被拆除，教堂改為果品倉庫，1982年修復鐘樓，1994年又將教堂前廣場修復，面貌煥然一新。該堂區現有教友數萬名，每逢星期日及教內重要節日，教友濟濟一堂。徐家匯天主堂現已被列為上海市文物保護單位。