Les archives du château de La Montagne conservent un projet (20 août 1871) et une lettre (7 novembre 1872) de l'architecte Émile Tarlier, inspecteur des édifices diocésains à Bourges. Dans la lettre adressée à Marie-Louis-Antonin de Viel de Lunas, marquis d'Espeuilles, on apprend que l'absence de chapelle dissuade les "ecclésiastiques auxquels les eaux seraient salutaires" de venir à Saint-Honoré-les-Bains. La présence de l'église paroissiale Saint-Loup semble complètement occultée, sans doute en raison de l'éloignement du bourg. Créer un lieu de culte propre au quartier thermal témoigne peut-être de la volonté de "séparer" les curistes et les habitants lors des offices. L'architecte met aussi en avant la nécessité de disposer d'un espace pour les veillées funèbres si un curiste venait à mourir dans l'un des hôtels de voyageurs. Cette chapelle funéraire, tendue de noir, occupe le bras droit du transept de l'édifice projeté. Le coût de ce dernier est estimé entre 12 000 et 14 000 francs. C'est une chapelle provisoire, beaucoup plus modeste, qui est finalement construite sur un terrain appartenant à Marie-Louis-Antonin de Viel de Lunas, marquis d'Espeuilles. Elle est bâtie par Rillot, constructeur à Autun, en 1874. Elle figure sur le Plan des bains et des environs (1875) dressé par l'architecte Pommeret. Le Guide à Saint-Honoré-les-Bains (1888) d'Eugène Collin rend compte de l'état de cette première chapelle, érigée à l'orée du bois des Garennes et composée d'un seul vaisseau et d'une petite sacristie greffée sur son flanc droit. L'édifice semble être en bois, et s'intègre dans le parc thermal. Le marquis d'Espeuilles fait ajouter à ce premier édifice un chœur et un transept en 1893 ; le maître d’œuvre est inconnu. L'édifice appartient à la Société anonyme des Eaux thermales de Saint-Honoré-les-Bains à partir de 1900. Des cartes postales de cette époque montrent l'état de l'édifice, composé du modeste vaisseau en bois et du transept saillant en maçonnerie. Le montant des travaux restant à faire est estimé à près de 14 000 francs, et une convention du 6 septembre 1911 prévoit leur financement par la société et la paroisse. Une souscription doit permettre de réunir le reste de la somme. La nef est construite par l'architecte Georges-Théodore Renaud en 1913. La différence de traitement des élévations aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur révèle encore aujourd'hui le décalage chronologique entre les deux principales campagnes de construction (1893 et 1913). La charpente est encore apparente dans la nef après la Première Guerre mondiale, alors que le couvrement du transept est déjà lambrissé. Les travaux à l'intérieur ont dû se poursuivre jusque dans les années 1920. La nouvelle sacristie, greffée au sud-est du chœur, a été remaniée plus tardivement encore.