Nhà thờ Phủ Cam được xem là đỉnh cao trong sự nghiệp sáng tạo của kiến trúc sư Ngô Viết Thụ. Nhìn một cách tổng thể, nhà thờ Phủ Cam lừng lững với hai tháp chuông có chiều cao xấp xỉ 50m, có đỉnh vươn thẳng lên trời trông vẫn thanh thoát nhẹ nhàng, mang tính nghệ thuật và tôn giáo. Ngôi nhà nguyện Phủ Cam lần đầu được xây dựng vào năm 1682 dưới thời linh mục Langlois tại xóm Đá bên bờ sông An Cựu.
Từ năm 1960, quá trình trùng tu nhà thờ được tiến hành, tuy nhiên do chiến tranh nên phần lớn các công trình bị hư hỏng cũng như việc xây dựng gặp nhiều trở ngại nên phải đến năm 1995, phần thân nhà thờ mới cơ bản được hoàn thành. Ngoài ra, hai tháp chuông với chiều cao lên đến 50m hoàn tất và khánh thành vào năm 2000. Như vậy, sau gần 40 năm xây dựng, nhà thờ Phủ Cam mới có diện mạo như ngày nay.
Về kiến trúc, mặt bằng của nhà thờ được xây dựng theo hình Thánh giá, đầu hướng về phía Nam, đuôi hướng về phía Bắc. Các trụ đỡ được đúc sát vào tường, chạy uốn cong về phía trước và mang tính thẩm mỹ rất cao. Bốn góc của nhà thờ đã tạo thành một không gian rộng lớn ôm hết Cung thánh và bàn thờ. Lòng nhà thờ rộng, có thể chứa từ 2.500 – 3.000 người tham dự thánh lễ. Nằm ở phần bên trên lòng nhà thờ là hai dãy cửa gương màu cung cấp ánh sáng cho nội thất. Cung thánh là một hình tròn có các cấp đi lên, ở phía trên là bàn thờ bằng đá cẩm thạch nguyên khối. Bao bọc ngôi nhà thờ là một khuôn viên rộng lớn có diện tích là 10.804m². Phía trước có hai tượng đúc của hai thánh Phêrô và Phaolô.
ảnh: Bảo Trung
Linh mục quản xứ Anton Nguyễn Văn Tuyến, cho biết: "Hiện nay, mỗi dịp đặc biệt nhà thờ có rất đông tín đồ cũng như khách du lịch trong và ngoài nước đến tham quan. Giáo xứ là nơi đào tạo đủ mọi tầng lớp người dân. Người dân khi đến đây đều được các linh mục trong nhà thờ giáo dưỡng đạo đức, tác phong. Sắp đên, nhà thờ sẽ có một cuộc đại trùng tu nhằm mở rộng không gian, hạn chế góc khuất nhằm đáp ứng nhu cầu tham dự thánh lễ của tín đồ và tạo thêm không gian cho khách du lịch và người dân nghỉ chân thưởng ngoạn cảnh quan."
