I lavori di costruzione della chiesa ebbero inizio nel 1914, voluti dallo stesso Papa Pio X (1835-1914), e vennero affidati l’allora direttore della Miniera ingegner Pavan. L’inaugurazione avvenne nel 1916 ad opera di Mons. Emanuelli che consacrò la chiesa a Santa Barbara, patrona dei minatori. La chiesa è suddivisa in tre navate la cui volta centrale è sostenuta da quattro colonne di granito. Alla base della scalinata che conduce alla chiesa si incontra una elegante colonna in marmo eretta su un piedistallo ornato con quattro leoni, il monumento fu eretto in memoria del presidente della società Pertusola Thomas A. Brassey Visconte di Hythe (1863-1919), che diede il proprio contributo alla realizzazione della chiesa.
Nel 1977 un incendio bruciò i paramenti e gli arredi sacri. Nello stesso anno vennero raccolti tra la popolazione i fondi che servirono per le riparazioni più urgenti, sostituendo e rinforzando gli infissi e riparando le vetrate. La chiesa è stata restaurata nel 1999 e nel 2004 con il recupero degli affreschi interni. La planimetria è costituita da tre navate, dall’abside semicircolare e da un campanile sul fianco sinistro della chiesa, con una piccola sacrestia. La struttura portante è realizzata in pietrame granitico locale, lasciato a vista nella parte esterna ed intonacato in quella interna. La copertura dell’edificio è realizzata a due falde per le tre navate e da una falda a tre pendenze, per la zona absidale.
L’interno delle murature della chiesa è intonacato e quasi interamente decorato con un disegno geometrico semplice. I quattro pilastri interni che sostengono gli archi a tutto sesto sono realizzati anch’essi in blocchi squadrati di pietra e suddividono il soffitto in nove campate. Ogni campata è decorata da soggetti figurativi realizzati con la tecnica della tempera su intonaco. Quattro di esse sono andate perdute per effetto dell’infiltrazione d’acqua dal tetto. La zona absidale è costituita da una struttura portante in legno munita di tavolato, controsoffittata all’interno e impermeabilizzata all’esterno. Durante l’intervento di restauro del 1999 sono stati sostituiti i vetri rotti, carteggiati, trattati con antiruggine e verniciati i telai in ferro e sono state sigillate le fessurazioni presenti nel vano in muratura contenete le vetrate; sono state restaurate le parti lignee; spolverata, pulita e ricostruita nelle sue parti mancanti la lunetta esterna.