第二次鴉片戰爭爆發,英法聯軍攻陷廣州城,新城內靠近珠江的兩廣總督部堂被摧毀,兩廣總督葉名琛被俘。天主教法籍會士明稽章在駐廣州法國海軍總兵的軍事支持下,將兩廣總督行署基址租用來興建天主堂。並以教堂為中心,逐步建立起孤兒院、育嬰院、聖心書院、明德女子中學、日新小學、聖方濟各小修院和中華無原罪聖母女修會等等附屬設施,形成教徒群集區和華南的天主教傳教中心。
教堂建築師是來自法國南錫的Léon Vautrin,在法國洛林一帶有不少他的作品。來自南錫的Charles Hyacinthe Humbert和巴黎的Antoine Hermitte作為執行建築師,兩人親赴廣州,指導教堂的具體建造工程。石室教堂的正立面是仿照巴黎的聖克羅蒂德教堂而建,而中殿和半圓形後殿的內部則是參照法國的圖勒大教堂,整座教堂而言是屬於19世紀興盛於歐洲的歌德復興式風格。兩位法國建築師後來因不懂如何連接天花上尖拱肋,在開工兩年後提前解聘回國。後來由一位到工地探望同鄉的廣東揭陽縣坪上鎮尖田村客家石匠蔡孝留下擔任總管工,蔡孝有建造石拱橋的經驗,他在兩根拱肋中鑿孔,用鋼筋穿入鎖死,再以熔鉛灌封,用中國方法解決了洋難題。
一塊取自耶路撒冷的石頭和取自羅馬的一千克泥土被放置於大門兩邊兩塊奠基石之下,以示基督教創立於東方之耶路撒冷,而興起於西方之羅馬之意。兩塊奠基石上分別刻有「Jerusalem 1863」和「Roma 1863」的字樣。
由於教堂全部使用花崗石建成,而廣州並不出產花崗石,教堂用從香港九龍的牛頭角及茶果嶺開採出來的大麻石,用木帆船運至廣州,再用人工打鑿,吊裝,粘合。建造過程經歷重重艱難,最初由兩位法國建築工程師指揮,由於與本地工人語言不通,加上中國人從來沒有建造哥德式教堂的經驗,工程開展數年,僅壘起幾尺高的石塊。後來由蔡孝擔大旗,前後歷時25年,終在1888年完成。單單是開採用石,就已用了8年。這石刻的「耶路撒冷1863」幾個字,是被紅衛兵用錘敲爛的,看上去比沒被破壞的羅馬1863那塊更有看頭、更有滄桑感。
教堂的門窗均以紅、黃、藍、綠等七彩玻璃鑲嵌。抗日戰爭期間,廣州遭受日軍的猛烈空襲,其中一架日機撞上塔尖的避雷針,撞在教堂前的滄海茶樓后爆炸,堂內的彩色玻璃損失過半,西塔的時鐘亦被震停;國軍在1949年撤出廣州時炸毀鄰近的海珠橋,導致教堂的玻璃絕大部分被震壞;文革期間,石室受到嚴重破壞,所有宗教油畫被撕掉,剩下的部份彩色玻璃和花窗悉數被打碎。
歷年來規模最大的維修工程於2004年夏季動工,維修的重點是解決屋頂漏雨問題,更換玻璃窗98扇,共600多平方米。新的玻璃窗從一間菲律賓公司訂做,上面描繪聖經中的故事以及聖人的畫像,下方帶有英語的文字說明,有別於原來法國玻璃窗的拉丁文和法文說明。
通常教堂的排水口為西式龍形怪獸,據說這是蔡孝用中國石獅造型代替。廣東福建一帶廟宇瓦脊上有不少雕塑,屋檐獅子就有頂呱呱的意思。破四舊時紅衛兵想爬上去破壞那獅子,結果摔死了一人,終止了破壞。
這是教堂正立面中間的圓窗,從窗頂大小不一的石頭,不大圓滑的曲線可以看到:我們中國人的變通能力及精細情度。另外,窗外新加的一圈鋼筋及正中一橫鋼筋,簡直就是畫蛇添足,不知有何作用?只能希望20年後,它們自動消失於氧化鏽蝕中。
這些斜撐外牆的引水渠,叫飛扶垛,像城牆上的箭垛那樣,每一段距離凸起一個。其作用是抵消因室內取消橫樑由斜屋頂產生的水平方向的力。那上面一個個小亭子,其實是壓重塊,沒有了它們的鎮壓,這牆壁會被屋頂從裡面向外撐塌。
十年前的大修要解決屋頂漏水問題。那蔡孝從壘石几米高接手后,用的是糯米紅糖代替石灰水泥,不能說是紙紮飯糊,但肯定是飯粘的。從客家圍屋看,飯粘勝過石灰三合土,但滲漏問題就難說了。於是大修時在水道里加一條塑料管,不過不懂得如何隱藏好,亦沒有把白色塑料管漆成近似石頭的顏色。
明明新掛有一石雕畫,卻不曉得用來隱藏喇叭,還任由電工隨意在石塊上鑽孔,真是捉到鹿不知如何脫角。要知道這是國家級AAAAA級文物。
從石室的屋頂可以看到,蔡孝把廣東的瓦脊用在了教堂上面;另外,教堂的地板,也由原來設計的大理石改成廣東的常用的多孔能吸水的大階磚,避免潮濕天氣中地面凝結露水的現象。當然,蔡孝只是建議,決定權在明稽章手上。從任用蔡孝,到採納他的種種建議,也反映出洋大人唯才是舉的作風。
從前,石室教堂的拼花玻璃與廣州古老的滿州窗一樣,是透明的進口彩色玻璃。後來用了國產的不透明的彩色玻璃,與西北角殘留的幾塊舊玻璃相比,是又暗又啞。這次修復的一大重頭戲就是全部換上專門從菲律賓定製的98扇特殊玻璃,這些玻璃比其他如德國的廠家報價便宜了許多,但仍然是「價比黃金」,700平方米共耗資430萬元,但也是不透明的彩色玻璃。通常這種鉛鑲拼花玻璃,是按圖案顏色把彩色玻璃盡量切成小塊,再用鉛框鑲嵌起來,像中國套色剪紙那樣。只是當人物面部不能切割鑲嵌時,才用顏料在玻璃上作局部彩繪。而這次菲律賓來的低級玻璃則是大面積彩繪,象徵性地在邊沿鑲嵌,從室外也可以看出弊端。從百多年前土石匠敢改洋設計,到現在教授上了土番當,可以看到:書是不是會越讀越聰明?