La chiesa fu costruita agli inizi del Novecento su progetto di Edoardo Collamarini (1864-1928), a seguito della prima rilevante espansione fuori dalle mura della città ad opera dei Salesiani di San Giovanni Bosco nel quartiere Bolognina istituito dal Piano Regolatore Generale del 1889 di Bologna.
La costruzione del Tempio, iniziata nel 1901 con il cardinale Domenico Svampa, si concluse nel 1912 con il suo successore Giacomo della Chiesa, che mantenne il titolo di “Parroco ad honorem del Sacro Cuore” di Bologna anche dopo la sua elezione a Papa Benedetto XV.
La chiesa del Sacro Cuore di Gesù è immediatamente visibile dalla stazione centrale delle ferrovie, nonostante le schiere di edifici che le separano: essa, infatti, ha grandi dimensioni, esaltate ancor di più dalla cupola alta 60 metri. La facciata in laterizio a vista reca la scritta DIVINO CORDI IESU REDEMPTORIS e un mosaico in cui è raffigurato Gesù che indica il Suo Sacro Cuore. L'interno è costituito da un'unica grande navata dotata di quattro ampie cappelle votive laterali situate all'ingresso della chiesa. Sulla sinistra, una dedicata alla Sacra Famiglia e una a San Giovanni Bosco, fondatore dell'Ordine Salesiano; sulla destra, una dedicata al Transito di San Giuseppe e una raffigurante la Madonna col Bambino e Santi. Tra le decorazioni spuntano un bassorilievo raffigurante una Madonna col Bambino e un Crocifisso (databile tra il XVI ed il XVII secolo), entrambi lignei, rispettivamente sulla parte sinistra e destra del presbiterio. La quasi totalità delle vetrate (134) che adornano il retro dell'altare e le pareti laterali sono opera del professor Antonio Maria Nardi e raffigurano alcuni Santi.
Sopra la porta d'ingresso trova spazio il grande organo costruito dai fratelli Ruffatti di Padova. Suddiviso in due corpi laterali con al centro la consolle, consta di 3 tastiere e circa 3.000 canne.