教堂为双塔哥特式建筑，始建于1901年，建成于1905年（也有说法为1904年），1906年扩建，整个建筑气势宏伟，威严高耸，蔚为壮观，基本属于欧洲12至16世纪初的哥特式建筑风格，与闻名世界的坎特伯雷大教堂、巴黎圣母院、夏特尔大教堂和威斯敏斯特大教堂极为相像。作为典型的哥德式建筑，该教堂结构合理，建筑质量极高，细部处理精致，整座建筑给人气势如虹、精雕细刻、富丽堂皇之感，这也充分说明了中国的优秀传
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教堂为双塔哥特式建筑，始建于1901年，建成于1905年（也有说法为1904年），1906年扩建，整个建筑气势宏伟，威严高耸，蔚为壮观，基本属于欧洲12至16世纪初的哥特式建筑风格，与闻名世界的坎特伯雷大教堂、巴黎圣母院、夏特尔大教堂和威斯敏斯特大教堂极为相像。作为典型的哥德式建筑，该教堂结构合理，建筑质量极高，细部处理精致，整座建筑给人气势如虹、精雕细刻、富丽堂皇之感，这也充分说明了中国的优秀传统文化、传统技术、传统工艺可以建造任何结构复杂、制作工艺精细的建筑。洪家楼天主教堂虽然是比较纯粹的西方建筑，但是依然可以在一些细部看出中国传统的影响。教堂主厅的屋顶盖着中国传统小黑瓦。此外，教堂中门两侧上部石墙雕有两个石龙头，龙嘴大张，怒目圆睁，雕刻生动夸张，显然借鉴了中国传统民俗文化。
历史沿革
公元1870年（清同治九年），顾立爵神甫在济南东郊的洪家楼购地兴建教堂。1900年，发生庚子之乱，6月27日，山东巡抚袁世凯要求外籍教士赴烟台、青岛躲避，中国天主教徒集中到城外洪家楼教堂，“以便保护”。7月5日，历城知县李祖年带兵查封洪家楼天主教堂，将聚集于此处的华人天主教徒遣散。
7月6日，义和团开始破坏洪家楼教堂，挖掘教士坟墓。历城知县闻讯派兵弹压。1902年，天主教山东北境教区的方济各会荷兰籍主教申永福在得到庚子赔款以后，主持在洪家楼动工兴建新的主教座堂，到1905年座堂完工。由奥地利修士庞会襄设计，平面为拉丁十字形，教堂的外墙用石块砌成，西面的正立面有两座高大的尖顶钟楼，还有众多的小尖塔。教堂内部布满了天主教题材的壁画和雕刻，大厅可容纳800人。其施工者为孙村著名石匠卢立成，在他三十多岁时（1904年）由德国人特意聘请为工程的总施工、总监管，带着本村一百多名石匠，总管着工程的一千多人施工，按其提供的图纸对采购、石雕以及木、瓦工等活进行安排调度，历时三年终于使工程竣工。
1966年，在文革中被关闭。1985年4月，政府拨专款对6个十字架、96处石花雕塔和教堂的壁画、圣像、地面、跪凳、祭台、灯具等设施全面进行了修缮，使这座具有独特风格的天主教堂焕然一新，同年12月25日圣诞节，已经关闭近20年的教堂恢复开放，并举行盛大弥撒。1992年被公布为山东省文物保护单位，1995年被公布为省级重点文物保护单位。2006年05月25日被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。
建筑内外
该教堂体量高大，气势宏伟，平面为拉丁十字形，立面为典型的哥特建筑风格。教堂坐东面西，前窄后宽，多角多棱，多门多窗，建筑面积约为1625平方米（另一说法为2600多平方米，可能为占地面积），可容纳千人作弥撒，圣坛设于东端。正面两侧为尖顶分立式钟楼（塔），石砌方形，塔顶高高耸起，高约60米，左右为穹窿式尖券顶，具有典型的高直作风，一切都充满了向上的动势，其上布满了细长的尖塔和狭长的窗户，更增加了塔楼的高大。
两座钟楼（塔）夹着中部教堂大厅的山墙，其上排满密挤的窗户，底层的三个正门均为尖拱型，拱门上面层层雕花，装饰美观；教堂后端也矗立着两个高约55米的尖塔，前后四塔相互对应，皆为青砖、料石砌垒，垂直挺拔，使整个教堂更加雄伟壮观。其屋顶是哥特式建筑特有的尖屋顶，中世纪的欧洲人认为这种高耸的屋顶会让他们离上帝更近，屋顶的上方树立着十字架，四面墙上是长条装的窗户，钟楼南面的墙上挂着一面钟表，钟表数十年如一日的转着。
教堂主厅高大宽敞、富丽堂皇，中央通廊高大，进深很长，地面用青条石铺就，堂内设两排方形纵柱（约40余根），柱头雕刻着镂空花卉，圆顶和墙壁上绘制的精工图案、雕饰和文字。高耸的穹窿顶上绘满了宗教壁画（多为色彩艳丽的花卉图案），细长的柱身布满玲珑的雕刻，充满神秘的宗教气氛，给人以深深的震撼，使人顿有庄严、肃穆、伟丽之感。教堂里面的采光也很充分，其窗子是用彩色玻璃镶嵌而成，在阳光的照射下，产生出强烈的光色效果。尤其是在日出时，东端圣坛处霞光灿烂，五彩缤纷；日落时，西面入口处则是光彩四溢，满目生辉。在教堂的南侧，还有一处以钟楼为中心的二层环廊建筑群，方形尖顶的钟塔有四层高，东西两侧各建有二层西式环廊建筑。据悉，此院为一独立建筑院落，原为华北总修道院。