Nhà thờ được xây dựng vào năm 1857 nhằm đáp ứng nhu cầu tôn giáo khi ngày càng có nhiều gia đình giáo dân ra sinh sống tại khu vực Trà Cổ. Ban đầu đơn sơ, sau đó nhà thờ Trà Cổ được xây dựng quy mô hơn vào năm 1880. Đến năm 1979, do sự tàn phá của chiến tranh, nhà thờ đã bị hư hỏng. Năm 1995, nhà thờ Trà Cổ đã được nhân dân đóng góp trùng tu, tôn tạo lại….

Nhà thờ Trà Cổ trước có diện tích trên 12.000 m2, quay về hướng Nam, được xây dựng theo lối kiến trúc Gothic với nhiều mái vòm nhọn, hướng lên bầu trời. Mặt trước nhà thờ được thiết kế nhô lên với tháp chuông cao vút, mái tôn nhọn, khung cửa hình vòm. Hai bên mái được gắn nhiều bức phù điêu với họa tiết hoa văn uốn lượn.

Bên trong giáo đường được thiết kế hài hòa với hoa văn trang trí điêu khắc trên gỗ, mang dáng dấp của nền văn hóa bản địa. Hai bên mặt trong của giáo đường có gắn 14 đàng thánh giá, miêu tả về cuộc đời của chúa Jesu. Tại đây còn lưu giữ được một quả chuông đồng có niên đại trên 80 năm tuổi.

Phối cảnh Nhà thờ Trà Cổ sau khi hoàn thiện (Ảnh:gphaiphong.org)

Ngày 18 tháng 10 năm 2017, Giáo xứ Trà Cổ đã tổ chức thánh lễ đặt đá xây dựng lại nhà thờ. Nhà thờ mới được xây trên nền móng của nhà thờ cũ, được thiết kế theo hình chữ thập với chiều dài 68m, chiều rộng gian nguyện 16m, chiều rộng mỗi hành lang 2m,2 cánh hình chữ thập gian cung thánh 24m, chiều cao tháp chuông là 46,5m.

Theo Linh mục Giuse Ngô Văn Vàng, Chánh xứ Giáo xứ Trà Cổ cho biết nhà thờ mới sẽ vẫn giữ những hoa văn, họa tiết của nhà thờ cũ nhưng quy mô hơn, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt tôn giáo của hơn 1,000 giáo dân nơi đây.

Văn Cường t/h