Dar 1914 m. kunigo Teodoro Benediktavičiaus rūpesčiu buvo pertvarkytas sandėlis į pirmuosius maldos namus Šančiuose. Juose buvo įrengti altoriai, pastatyta medinė varpinė su dviem varpais. 1919 m. tikintieji perėmė carinės kariuomenės parako sandėlį (A. Juozapavičiaus pr. 64) ir pritaikė jį pamaldoms – čia atsirado klausyklos, altoriai, varpinė. Tai tapo pagrindiniais Šančių maldos namais. 1926–1942 m. parapijos reikalais rūpinosi kunigas Mamertas Lumbė – jis išplėtė vargonus, įrengė daugiau suolų, pertvarkė altorių. Visa tai buvo įgyvendinta iš parapijiečių aukų.

1930 m. gruodžio 30 d. Šančiai atskirti nuo Karmelitų parapijos ir tapo savarankiška parapija. Netrukus klebonas M. Lumbė ėmėsi naujos mūrinės bažnyčios statybos – tai buvo drąsi ir reikšminga iniciatyva. 1935 m. balandžio mėnesį prasidėjo statybos pagal architekto Algirdo Šalkauskio projektą. Pradžioje techninei priežiūrai vadovavo Adolfas Netyksa, vėliau – inžinierius Pranas Markūnas. Bažnyčia buvo statoma moderniai: naudotos plonasienės gelžbetonio konstrukcijos, kurios tuo metu Lietuvoje dar buvo naujovė. 1935 m. birželio 30 d. buvo pašventintas kertinis bažnyčios akmuo arkivyskupo prelato A. Dambrausko-Jakšto. Statybos baigtos 1938 m., o šventovė pašventinta tų metų Kalėdų naktį – pirmąsias šv. Mišias joje aukojo pats klebonas M. Lumbė.

Vėlesniais metais bažnyčia buvo toliau prižiūrima ir gražinama. Kunigas Antanas Sadauskas (1942–1947) įrengė sakyklą, klausyklas, atnaujino Kryžiaus kelio stoteles. Sovietmečiu kunigas Pranciškus Šniukšta (1953–1963) pertvarkė didįjį altorių. Šie darbai vyko sunkiomis istorinėmis aplinkybėmis, tačiau parapijos dvasinis gyvenimas nenutrūko.

Naujesniais laikais, kunigo Viktoro Birjoto (2012–2015) pastangomis buvo suremontuota presbiterija, atnaujintos Šv. Antano ir Švč. M. Marijos navos, restauruotas parketas bei Švč. Mergelės Marijos altorius.

Nuo 2019 metų Šančių parapijai vadovauja klebonas Audrius Mikitiukas. Jo rūpesčiu buvo suremontuoti parapijos namai, klebonija, sutvarkytas bažnyčios kiemas ir įrengti automatiniai kiemo vartai. Restauruoti ir paauksuoti presbiterijos altoriai, atnaujintas tabernakulis, Jėzaus statula, nupirkta nauja sakykla ir kryžiaus stovas. Šiuo metu vyksta bažnyčios antrojo aukšto remonto darbai.

Šančių Švč. Jėzaus Širdies bažnyčia yra viena iš modernizmo laikotarpio architektūrinių vertybių Lietuvoje. Jos konstrukcijai būdingi masyvūs gelžbetoniniai skliautai, plonasieniai stogo kevalai, o interjerą puošia Liudo Truikio freska „Angelai“ bei Stasio Ušinsko vitražų motyvai. Bažnyčia įtraukta į kultūros paveldo sąrašą, pripažinta modernistinio architektūros paveldo dalimi.

Šiandien parapija yra gyvas tikėjimo židinys, o jos istorija – tai ilga, pasiaukojimo kupina kelionė, kurią kūrė ir tebekuria žmonės, mylintys Dievą ir savo bažnyčią.