Nhà thờ Phủ Cam ngự trên một ngọn đồi nhỏ có tên là Phước Quả, thuộc phường Phước Vĩnh, thành phố Huế; nằm ở bờ nam sông Hương. Công trình có một vị trí đẹp, chế ngự một không gian rộng lớn, xung quanh có nhiều công trình khác của Giáo hội. Nhà thờ Phủ Cam là một trong những giáo đường lớn nhất, nổi tiếng nhất xứ Huế và có lịch sử khá lâu đời.

Sơ khởi của nhà thờ Phủ Cam là nhà nguyện Phủ Cam được xây dựng bằng tranh tre tại Xóm Đá, sát bờ sông An Cựu năm 1682. Nhưng sau đó, chỉ 2 năm, nhà thờ Phủ Cam được di chuyển và xây mới trên đồi Phước Quả (vị trí nhà thờ bây giờ.) Nhưng đến đời chúa Nguyễn Phúc Chu (1691-1725), ngôi nhà thờ ấy đã bị triệt giải hoàn toàn vào năm 1698.

Sau đó đúng hai thế kỷ, vào năm 1898, Nhà thờ Phủ Cam lại được tái thiết. Công trình hoàn thành xây dựng vào năm 1902, theo phong cách kiến trúc Gothique. Dù vậy công trình nhà thờ này lại bị thay thế vào thập niên 60 của thế kỷ 20, bởi nhiều lý do. Trong đó có nguyên nhân công trình hết niên hạn sử dụng và trở nên chật hẹp so với số lượng giáo dân ở Phủ Cam ngày càng tăng cao.

Năm 1960, sau khi Giáo phận Huế được nâng lên hàng Tổng giáo phận; nhà thờ cũ bị triệt giải và một ngôi nhà thờ mới lớn hơn được xây dựng theo đồ án thiết kế của kiến trúc sư Ngô Viết Thụ. Đó chính là công trình Nhà thờ Phủ Cam hiện tại.

Trải qua những biến động thăng trầm của thời cuộc, công trình nhà thờ Phủ Cam do kiến trúc sư Ngô Viết Thụ thiết kế tới tháng 5/2000 mới thực sự hoàn thành, vào dịp kỷ niệm 150 năm ngày thành lập Giáo phận Huế (kể từ khi tách rời khỏi Giáo phận Đàng Trong).

Công trình có mặt bằng kinh điển hình cây thánh giá, đỉnh cây thánh giá hướng về phía nam, chân cây thánh giá hướng về phía bắc là hướng chính của nhà thờ. Mặt đứng chính công trình có bố cục đăng đối với khối sảnh và thánh đường ở giữa, hai tháp chuông vươn cao hai bên. Công trình có kiến trúc hiện đại; kết cấu theo kỹ thuật xây dựng hiện đại với vật liệu bê tông cốt thép. Hệ kết cấu chịu lực cũng chính là yếu tố chủ đạo của kiến trúc – nội thất công trình.

Cùng với hệ kết cấu bê tông cốt thép là các vật liệu truyền thống như đá, gỗ, ngói đất nung. Công trình có hình khối mạnh mẽ của kiến trúc hiện đại nhưng vẫn đậm dấu ấn bản địa. Cửa sổ tường biên nhà thờ được tổ hợp từ những vòm cuốn cùng cây thánh giá.

Yếu tố địa phương, khí hậu được nghiên cứu kỹ với những vòm cửa và hiên sâu tránh nắng mưa.

Các trụ đỡ mái thánh đường được bố trí sát chân tường biên, uốn cong vươn lên tạo thành vòm mái công trình, mềm mại như đôi bàn tay chắp lại khi cầu nguyện. Lòng nhà thờ rộng kê những dãy ghế dài có thể chứa được 2.500 người dự lễ. Hai bên tường nhà thờ được trang trí bằng những bức tranh khung gỗ thể hiện về cuộc đời của Chúa Giê – su.

Ban thờ chính được đặt sát vào phần lõm phía sau của lòng nhà thờ và nằm trên một bệ cao trang nghiêm. Cây thánh giá được làm bằng một cây thông già trên đồi Thiên An, trên đó có tượng Chúa bị đóng đinh. Cung thánh nằm chính giữa của hình giao chữ thập trên mặt bằng là một hình tròn có các bậc cấp đi lên.

Cũng trong nội thất, ở hai cánh của cây thánh giá trên mặt bằng là hai không gian tưởng niệm.

Bên phải (phía đối diện) là phần mộ cố Tổng Giám mục Nguyễn Kim Điền (1921-1988) – người có nhiều công lao nhất trong việc xây dựng nhà thờ này.

Những cây thánh giá trên các vòm cửa được viền kính màu xanh nổi bật và tăng sự huyền ảo của ánh sáng.

Vòm mái với những đường cong đầy ấn tượng.

Công trình không có những trang trí rườm rà như những nhà thờ cổ điển thường thấy song không vì thế mà khô cứng.

Tượng thánh Phêro phía trước, bên trái nhà thờ (theo hướng nhìn từ ngoài vào).

Tượng thánh Phaolô phía bên phải.

Nhà thờ Phủ Cam là một công trình có giá trị cao về lịch sử và nghệ thuật kiến trúc. Công trình là một dấu ấn kiến trúc hiện đại và xứng đáng là một di sản thời đại mới của Huế.