از نیمۀ دوم قرن بیستم میلادی جمعیت ارمنیان تهران به علت مهاجرت از سایر مناطق کشور به پایتخت رو به افزایش گذاشت و جابه جایی آنان در سطح شهر نیز سبب به وجود آمدن محله های جدید ارمنی نشین در مناطق مختلف تهران شد.‏

افزایش جمیعت ارمنیان تهران کلیسای مریم مقدس را با کمبود فضا روبه رو ساخت. کلیسای مریم مقدس، واقع در محلۀ حسن آباد، ‏که از۱۳۲۴ش/ ۱۹۴۵م کلیسای جامع ارمنیان تهران بود[۱] و خلیفه گری مستقر در ساختمان ‏هم جوار آن مسئولیت انجام امور ارمنیان تهران را بر عهده داشت. ‏از سویی نیز به علت جابه جایی ارمنیان در سطح شهر جمعیت ارمنیان محله های جنوب تهران رو به کاهش گذاشته بود حال آنکه کلیۀ کلیساها در این مناطق متمرکز بودند و در نتیجه، دسترسی ارمنیان محله های ‏جدید، که در شمال شهر تهران آن روزها مانند محلۀ یوسف آباد ساکن بودند، به کلیساها دشوار شده بود. بنابراین، نیاز ‏به ساخت کلیسایی در مجاورت محله های جدید با گنجایش بیشتر و ساختمان هایی با فضای بزرگ تر برای ‏انجام امور ارمنیان تهران احساس می شد.‏

بر این اساس خلیفه گری ارمنیان تهران با کمک یکی از خیران به نام مارکار سرکیسیان قطعه زمینی را ‏در تقاطع خیابان های کریم خان زند (چهل متری سابق) و استاد نجات الهی (ویلای سابق)، که ‏مرکزیت بیشتری در بین محلات ارمنی نشین تهران داشت، برای احداث کلیسا و ساختمان های خلیفه گری خریداری کرد.‏

طراحی ساختمان کلیسا بر عهدۀ مهندس اوژن آفتاندیلیان گذاشته شد. پس از فوت ‏مارکار سرکیسیان نیز فرزندان وی گورگن و وازگن سرکیسیان هزینۀ ساخت کلیسا و ساختمان های ‏خلیفه گری را تقبل کردند.‏

در ۱۴فروردین ۱۳۴۳ش / ۳ آوریل ۱۹۶۴م، کلنگ احداث کلیسا با حضور آرداک مانوکیان، اسقف ‏اعظم ارمنیان تهران؛ روحانیان کلیسای ارمنی؛ جمعیت بزرگی از ارمنیان تهران؛ و نوزده ساقدوش،[۲] ‏‏که هریک می بایست لوح مخصوصی را در پی های کلیسا قرار می دادند، زده شد.‏

پس از انجام مراسم مذهبی و نام گذاری کلیسای جدید ـ که به یاد مارکار سرکیسیان به نام یکی از ‏قدیسان کلیسای ارمنی، یعنی سرکیس مقدس،[۳] نام گذاری شد ـ ساقدوش ها، که در بین آنان ‏خیران گورگن و وازگن سرکیسیان نیز حضور داشتند، لوح ها را در محل های از پیش تعیین شده قرار دادند ‏و به این ترتیب، کار ساخت و ساز کلیسا آغاز شد.‏

برای به اجرا گذاشتن طرح مهندس آفتاندیلیان از شش نفر برای ارائۀ برنامه و ‏برآورد هزینه ها دعوت به عمل آمد که از بین آنان کار ساخت کلیسا بر عهدۀ ‏لئون کشیشیان گذاشته شد. کار ساخت کلیسا پس از چندی با مشکلات فنی و مالی مواجه شد ‏اما پس از رفع مشکلات باردیگر ساخت آن از ۱۳۴۸ش / ۱۹۶۹م آغاز شد و در ۱۳۴۹ش/ ۱۹۷۰م خاتمه یافت.

کلیسای سرکیس مقدس، که بزرگ ترین کلیسای تهران است، دارای ابعادی به طول ‏‏۳۶/۵ متر و عرض ۱۷/۸ متر با پلان بازیلیک تک ناوی است که بر روی صفه ای کم ارتفاع بنا شده و با در نظر گرفتن امانت خانه های دو طرف محراب در سمت شرقی بنا و راهرو ورودی اصلی، در سمت ‏غربی بنا، کلیسا از داخل دارای پلان صلیبی شکل است. دیوارهای خارجی بنا با سنگ مرمر ‏سفید رنگ و دیوارهای داخلی و سقف با گچ پوشانده شده.‏

اگرچه مهندس آفتاندیلیان در طراحی کلیسای سرکیس مقدس از معماری قرون وسطا و ‏عصر جدید ارمنستان پیروی کرده، با جسارت تغییراتی در این دو نوع معماری داده و ‏گنبدی ساخته که ظاهراً بدون داشتن تکیه گاهی بر روی سقف قرار دارد و در هوا معلق است. از آنجایی که در کلیساهای تک ناوی وزن سقف بنا به وسیلۀ قوس های واقع در زیر سقف به دیوارهای ‏طولی دو طرف بنا منتقل می شود بنابراین این گونه بناها، برای تحمل فشار سقف، نمی توانند ‏عرض زیادی داشته باشند و به همین دلیل نیز، فاقد گنبد و معمولاً، بناهایی کوچک هستند ‏اما آفتاندیلیان، متأثر از معماری کلیساهای تک ناوی و آمیختن این سبک با معماری تالارهای گنبد ‏دار، کلیسای سرکیس مقدس را به گونه ای طراحی کرده که توانسته گنبد عظیمی برروی آن قرار دهد. لازم به ‏توضیح است که تالارهای گنبددار فاقد ستون زیر گنبد هستند و وزن گنبد و سقف به وسیلۀ قوس های واقع در زیر سقف که بر روی چهار ستون عظیم تکیه دارند به دیوارهای طولی بنا منتقل می شود اما در ‏این کلیسا از ستون های حامل قوس ها خبری نیست و طراح بنا، برای انتقال وزن سقف و ‏گنبد بزرگ کلیسا، از هشت شاه تیر[۴] افقی استفاده کرده که بر روی هشت ستون کار گذاشته شده در داخل دیوارها تکیه دارند و در واقع، ستون هایی را که در کلیساهای با سبک معماری تالار گنبددار ‏به وضوح دیده می شوند به داخل دیوارها منتقل کرده است.‏

بلندی سقف کلیسا، متأثر ازکلیسای مریم مقدس شهر آنی،[۵] بسیار مرتفع ساخته شده ‏و نبود ستون در زیر گنبد سبب شده تا فضایی بسیار وسیع در صحن کلیسا به وجود آید.‏

محراب کلیسا به صورت نیم دایره است و مطابق با سنت کلیساهای ارمنیان در سمت شرقی بنا ‏قرار دارد. کف آن نیز بالاتر از کف صحن کلیسا و دارای سه نورگیر است. در دو طرف ‏محراب، امانت خانه ها قرار دارند که هر یک دارای نورگیری کوچک هستند و به غیر از ‏ورودی به داخل صحن کلیسا ورودی مجزایی نیز به محوطۀ خارج از بنا دارند. دیوارهای ‏بالای محراب و دو سمت آن با نقاشی های دیواری، با موضوعاتی برگرفته از کتاب مقدس، ‏اثر ادمان آیوازیان، پوشیده شده است.‏

صحن کلیسا را می توان به سه بخش تقسیم کرد که قسمت میانی ۷۵ سانتی متر از هر ‏طرف پهن تر از دو قسمت شرقی و غربی است و گنبد در این قسمت از بنا قرار دارد. گنبد ‏‏شانزده ضلعی کلیسا به وسیلۀ یک چهار ضلعی بر روی چهار طاقی قرار گرفته که بر روی شاه تیرها تکیه ‏دارد. ساق و گنبد آن تماماً از نورگیرها تشکیل شده که موردی ‏منحصر به فرد در سبک معماری کلیساهای ایران است.

در بالای دیوارهای خارجی قسمت میانی صحن، سنتوری قرار دارد که به منظور هماهنگ ‏شدن با بالای دیوارهای صحن های شرقی و غربی دارای زاویه ای باز است و قاعدتاً، ارتفاع کمی دارد. ‏در هریک از دیوارهای صحن میانی، سه نورگیر باریک ‏قرار گرفته که از بالا تا پایین دیوار امتداد دارند اما در دیوارهای صحن های شرقی و غربی از دو نورگیر، شبیه نورگیرهای صحن ‏میانی، استفاده شده. شیشه های نورگیرها منقوش به نقاشی هایی با موضوعات ملی و مذهبی ‏ارمنیان است.‏

ورودی های کلیسا در ضلع غربی بنا قرار دارد و شامل یک ورودی اصلی و بزرگ تر در وسط و دو ورودی کوچک تر در دو طرف است که عقب تر از ورودی اصلی و در زیر ‏برج های ناقوس قرار دارند. قسمت بالای دیوار ضلع غربی، مانند دیوارهای خارجی ‏قسمت میانی صحن، سنتوری با ارتفاع کم دارد و بر خلاف دیوارهای دیگر قسمت های ‏کلیسا در آغاز با نمایی شیشه ای با نقش صلیب های بزرگ ساخته شده بود که البته، بعدها تغییر یافت.‏

ورودی اصلی، که دارای سردری با سبک معماری کلیساهای قرن های چهارم و پنجم ‏میلادی ارمنستان است به داخل راهرویی به پهنای محراب کلیسا باز می شود و در بالای آن، ‏بالکنی وجود دارد که محل اجرای سرودهای روحانی گروه کر است. این بالکن پس از خاتمۀ ساخت کلیسا با هزینۀ خانم آیدا ‏سرکیسیان در ۱۳۵۶ش / ۱۹۷۷م بنا شده است.‏

کلیسا دارای دو ناقوسخانه است که در دو طرف راهروی ورودی ضلع غربی آن ‏و در بالای دو ورودی بنا، به صورت برجی با پلان چهار گوش قرار دارند و در انتهای آنها گنبدهایی شبیه به گنبد اصلی کلیسا با ساق های هشت ضلعی ساخته شده. معمار کلیسا مکان قرار گرفتن ناقوسخانه ها را متأثر از ناقوسخانه های کلیسای سرکیس مقدس شهر ایروان طراحی ‏کرده است. در بالای ورودی ها، در زیر برج های ناقوسخانه ها، نورگیرهایی شبیه به دیگر ‏نورگیرها قرار دارند که به داخل فضای برج ها باز می شوند.‏

هرچند ساخت کلیسا در ۱۳۴۹ش /۱۹۷۰م خاتمه یافت شروع به کار آن با تأخیر صورت گرفت. در ۹ اردیبهشت ۱۳۵۲ش/ ۲۹ آوریل ۱۹۷۳م، پس از پایان تجهیز کلیسا، آماده کردن صندلی ها به وسیلۀ ‏خیران مختلف و نصب ناقوس های کلیسا، که در ونیز ساخته شده بود، طی مراسمی ‏مذهبی با حضور جاثلیق عالی جناب خورن اول بارویان؛ آرداک مانوکیان، اسقف اعظم ارمنیان ‏تهران؛ مقامات دولتی؛ خیران کلیسا؛ و ارمنیان تهران کلیسای سرکیس مقدس رسماً کار خود را ‏آغاز کرد. در این روز، ۴۲ خیر نیز تکمیل نواقص کلیسا را تقبل کردند.‏

در زمان جنگ تحمیلی، اصابت موشک در نزدیکی کلیسا سبب فروریختن کلیۀ شیشه های دیوار غربی شد. برای مرمت این بخش از کلیسا از سنگ مرمر استفاده کردند و دیواری با سه نورگیر کوچک بنا شد.

چندی پس از شروع به کار کلیسا ترک هایی در سقف آن ‏پدید آمد و نفوذ آب باران به داخل ترک ها وضعیت را بدتر کرد. پس از بررسی مشخص شد که شاه تیرها قادر به تحمل وزن سقف و گنبد نیستند. بنابراین، از شهریور ۱۳۶۰ش/ اوت ‏۱۹۸۱م به مدت نوزده ماه کلیسا به دست روبن در سرکیسیان مورد مرمت قرار گرفت و برای ‏تقویت شاه تیرها در زیر چهارطاقی گنبد چهار ستون نصب شد. در فروردین ۱۳۶۲ش/ مارس ‏‏۱۹۸۳م کلیسا کار خود را بار دیگر آغاز کرد.‏

در۱۳۹۱ش/۲۰۱۲م نیز، تعمیراتی در داخل و محوطۀ بیرونی کلیسا صورت گرفت و حوضچۀ ‏مخصوص غسل تعمید، واقع در گوشۀ شرقی دیوار شمالی بنا، بازسازی و با نقاشی تعمید ‏حضرت مسیح به دست یوحنای تعمید دهنده تزیین شد.‏