El origen de este templo data del año 1854, cuando se creó un asilo de huérfanos a cargo de las Hermanas de la Providencia,  ubicado por el camino Las Condes, en unos terrenos de la chacra Lo Chacón (propiedad del abuelo del prócer de la patria Arturo Prat) cedidas a la congregación.

En el año 1881 se generó un proyecto para construir el nuevo conjunto del orfanato y un frontis para el lugar, y el encargado de crearlo fue el sacerdote franciscano proveniente de Milán, Eduardo Provasoli. Su proyecto contempló la capilla principal, el claustro y más de 20 patios, el que logró albergar a casi 1300 niños dentro de sus muros. El templo fue terminado en el año 1890. La historia nos indica que, por esta congregación que se hizo cargo del lugar y de la gran iglesia, se le dio el nombre de Providencia a esta comuna.

Esta organización se mantuvo hasta el año 1941, instante en la cual las Hermanas dejaron de tener el control del orfanato, y en 1955 se cerró definitivamente el lugar ya que dio paso a la modernización del sector completo, generándose un loteo del terreno, el cual posteriormente fue vendido a diversos compradores. De esa división que posteriormente se transformó en la llamada Remodelación Providencia, y de las construcciones originales del orfanato, solo quedó el claustro y el gran templo que, posteriormente, pasó a manos del Arzobispado de Santiago y que es el que ha llegado a nosotros en la actualidad.

A fines de 1970 la iglesia estuvo a punto de desaparecer, puesto que estaba por aprobarse un proyecto inmobiliario en el lugar. Sin embargo el cardenal Raúl Silva Henríquez rechazó la idea y el templo se mantuvo en el lugar. Así, en 1978, el sacerdote Augusto Larraín le encarga al arquitecto Ernesto Labbé que refaccionara ciertas partes del edificio original de 1890, por lo que se remodeló el claustro y la torre se reafirmó con hormigón y fierro, generando una estructura metálica en su interior para que tuviera resistencia en el futuro.

Con esta remodelación, y el paso del tiempo, en 1989 la iglesia y la casa parroquial fueron declarados Monumento Nacional.

Sin embargo, el terremoto de 8.8 grados en la escala de Richter que azotó la zona centro-sur de Chile afectó a la iglesia, derrumbando la cúpula de la torre sobre la calle y diversos daños de cornisas y decorativos en su interior. En el año 2012, el Municipio en conjunto con el Arzobispado de Santiago y el Consejo de la Cultura, destinaron 200 millones de pesos para su reconstrucción, estando a cargo de ésta el mismo arquitecto Ernesto Labbé. Se mantuvieron las ideas originales de los planos, pero se generó una estructura más liviana y con tecnología antisísmica para que pueda resistir posteriores movimientos telúricos, ya que la Iglesia de Nuestra Señora de la Divina Providencia es un “ícono trascendente para Santiago, y uno de los edificios patrimoniales más importantes de Providencia”, enfatizó en una entrevista un alcalde de la comuna.