Kościół powstał w 1900 r. z inicjatywy św. Józefa Sebastiana Pelczara, założyciela Zgromadzenia Służebnic Najświętszego Serca Jezusowego i dzięki ofiarności Zofii Wołodkowiczowej. Projektantem i budowniczym kościoła był krakowski architekt Władysław Kaczmarski (1848-1933).
Architektura kościoła ma charakter eklektyczny, z przewagą elementów stylu neogotyckiego i tzw. stylu arkadowego w fasadzie oraz neorenesansowego we wnętrzu. Jest to świątynia jednonawowa, na rzucie prostokąta. Przedłużenie nawy stanowi prezbiterium skierowane ku wschodowi, do którego przylega zakrystia. W zachodniej części nawy znajduje się chór muzyczny w formie balkonu przechodzącego na ściany boczne.
Znajdujący się w prezbiterium ołtarz główny o charakterze eklektycznym wykonał Kazimierz Wakulski (1900). Jego część środkową zajmuje półkolista arkada, wewnątrz której umieszczono obraz z przedstawieniem Najśw. Serca Pana Jezusa (mal. Antoni Zembaczyński). Ujęte w półkoliste arkady pola boczne wypełniają figury św. Klary i św. Elżbiety. W zwieńczeniu ołtarza znajduje się niewielkich rozmiarów obraz z przedstawieniem Matki Boskiej Częstochowskiej (mal. A. Zembaczyński).
Ołtarze boczne: Matki Boskiej Nieustającej Pomocy i św. Franciszka z Asyżu o jednakowej kompozycji z przewagą elementów stylu neorenesansowego, wykonał Wit Wisz (1900), uczeń K. Wakulskiego.
Centralną część sklepienia kościoła pokrywają plafony (mal. Antoni Zembaczyński, 1900): w prezbiterium Objawienie Najświętszego Serca Pana Jezusa św. Małgorzacie Marii Alacoque, w nawie głównej (w trójdzielnej ramie) Adoracja Dzieciątka Jezus przez pasterzy, Zdjęcie z krzyża oraz – umieszczony między nimi – Hołd składany Matce Boskiej, Królowej Korony Polskiej przez świętych i błogosławionych oraz różne stany społeczne, wśród których sportretowani zostali dobroczyńcy Zgromadzenia oraz jego założyciele (bp Józef Sebastian Pelczar i m. Klara Ludwika Szczęsna).
Witraże w oknach nawy o kompozycji figuralnej mają jednakową dekorację architektoniczno-roślinną (wyk. Tyrolski Zakład Malowideł na Szkle w Innsbrucku, 1900).
Witraż od strony północnej przedstawia postać Chrystusa udzielającego zakonnicy Komunii świętej. Natomiast witraż znajdujący się od strony południowej – Matkę Boską, przed którą klęczy dziewczyna z wyciągniętymi w błagalnym geście dłońmi. Jest on rekonstrukcją pierwotnego witraża, zniszczonego w czasie działań wojennych w 1945 r., wykonaną w Krakowskim Zakładzie Witraży S.G. Żeleńskiego (1947).
Na uwagę zasługuje także secesyjny witraż umieszczony w nawie nad chórem muzycznym (1900) z przedstawieniem św. Cecylii, patronki muzyki kościelnej.
Po obu stronach nawy kościoła znajdują się kaplice: od północy kaplica pw. św. Józefa, od południa św. Józefa Sebastiana Pelczara i bł. Klary Ludwiki Szczęsnej (1988). Kaplice otwarte są półkolistą arkadą do nawy kościoła i swym wyposażeniem nawiązują do wystroju świątyni (proj. Józef Dutkiewicz 1989).
W kaplicy pw. św. Józefa w środkowej części ołtarza o charakterze eklektycznym z przewagą motywów neobarokowych znajduje się zamknięta półkoliście nisza, w której ustawiono rzeźbę św. Józefa z Dzieciątkiem (wyk. Franciszek Masorz, 1957), pochodzącą z pierwotnego ołtarza; w zwieńczeniu ołtarza umieszczono owalny obraz przedstawiający Świętą Rodzinę (mal. Andrzej Głuszyński 1992).
Od maja 2011 r. w kaplicy św. Józefa znajduje się relikwiarium Jana Pawła II (proj. prof. Czesław Dźwigaj, wyk. kamieniarki Tadeusz Sumek, 2011), na które składa się obraz Jana Pawła II (mal. Maciej Sancewicz, 2011) oraz poniżej miejsce, w którym przechowywane są relikwie św. Jana Pawła II.
W kaplicy poświęconej założycielom Zgromadzenia: – św. Józefowi Sebastianowi Pelczarowi i bł. Klarze Ludwice Szczęsnej, na ołtarzu umieszczono relikwie św. bpa Pelczara. Część środkową ołtarza wypełnia obraz zamknięty półkolistą ramą, przedstawiający św. Józefa Sebastiana w stroju pontyfikalnym (mal. A. Głuszyński, 1991), a w zwieńczenie wbudowano jego herb biskupi – owalny obraz Matki Boskiej z Dzieciątkiem i zawołanie Ave Maria (mal. A. Głuszyński 1991). Z kolei na południowej ścianie kaplicy znajduje się relikwiarium (proj. Czesław Dźwigaj, 2015) bł. Klary Ludwiki Szczęsnej, współzałożycielki i pierwszej przełożonej generalnej Zgromadzenia, beatyfikowanej 27 września 2015 r. w Krakowie. W górnej jego części jest obraz Błogosławionej (mal. Maciej Sancewicz, 2015), w centralnej zaś w białym sarkofagu znajdują się relikwie bł. Klary.
Ważnym momentem w historii kościoła było nawiedzenie go przez Ojca św. Jana Pawła II i modlitwa przy relikwiach błogosławionego (obecnie świętego) Józefa Sebastiana Pelczara w dniu 14 sierpnia 1991 r. Wydarzenie to upamiętnia tablica przed wejściem do kościoła (wyk. Cz. Dźwigaj 1991).
W Roku Jubileuszowym 2000 kościół Najśw. Serca Pana Jezusa obchodził 100. rocznicę poświęcenia, którego dokonał biskup krakowski Jan Puzyna 13 czerwca 1900 r.