Первая католическая община в Челябинске была основана в конце XIX века. Её основу составляли поляки и немцы. В 1897 году католики города подали прошение о предоставлении участка земли под церковь. Прошение было удовлетворено, годом позже была возведена деревянная часовня. В 1909 году рядом с ней началось строительство каменного католического храма. В 1914 году строительство было закончено и храм освящён во имя Непорочного Зачатия Девы Марии. Кроме римско-католического прихода, в нём проводили богослужения и греко-католики. Здание была построено из красного кирпича в готическом стиле. Располагался католический храм Челябинска на пересечении современных проспекта Ленина и улицы Свободы (сейчас на этом месте стоит жилой дом).

После установления советской власти приход некоторое время продолжал работу, в 1922 году в храме были реквизированы все ценности. В 1929 году церковь была закрыта, приход распущен. Здание несколько лет использовалось как склад и общежитие, в 1936 году было разрушено.

Католический приход в Челябинске был восстановлен и зарегистрирован в начале 90-х годов XX века. В 1993 году было получено разрешение на строительство католической церкви, в том же году начались работы на предоставленном участке. Строительство неоднократно прерывалось из-за финансовых трудностей. В 1998 году здание церкви было достроено, 15 августа 1999 года новое здание храма Непорочного Зачатия было освящено.