L'ancienne église Saint-Ambroise, chapelle du couvent des Annonciades de Popincourt, disparaît avec le percement du boulevard du Prince-Eugène, l'actuel boulevard Voltaire. Théodore Ballu en élève une nouvelle de 1863 à 1868, mêlant néogothique, néoroman et néobyzantin ; ses deux flèches rappellent celles de certaines cathédrales. Le premier office y est célébré le 21 mars 1869. Le 18 mars 1996, l'occupation de l'église par quelque trois cents sans-papiers africains donne naissance au mouvement des sans-papiers.