Kirken er opført i 1891 på initiativ af brygger Carl Jacobsen og hans hustru Otillia Jacobsen fra bryggeriet Carlsberg.
Den var tænkt både som gravkirke for familien Jacobsen og som sognekirke for Valby. Gennem tiderne havde Valby hørt til Hvidovre sogn og aldrig fået sin egen kirke.
Jesuskirken blev tegnet af arkitekten Vilhelm Dahlerup (1836-1907), der også tegnede Ny Carlsberg Glyptotek, som brygger Jacobsen stod bag.
Jacobsen var betaget af kirker i Norditalien og på bryggerens opfordring blev kirken opført i byzantinsk stil. Arkitekten valgte dog domkirken i den franske by Poiters som forbillede.
Kirken er bygget som en treskibet basilika.
Der blev ikke sparet på noget ved kirkebyggeriet, for Jacobsen ønskede sig “den smukkeste kirke i København”, som han sagde.
Kirken fik en overdådig udsmykning, og var ved opførelsen en af de dyreste i Danmark. Prisen løb op i 1 million kroner.
Tidens bedste kunstnere stod for udsmykningen, bl.a. August Jerndorff, der udførte de 12 apostelmalerier i forhallen (herunder) og Jens Adolf Jerichau, der lavede en figurgruppe til døbefonten.
Bag koret er en mindetavle for faldne soldater fra Valby i krigen 1848-1850. Tavlen sad tidligere ved Valby Tingsted.
Under koret er gravkapellet for Jacobsen-familien. Ved siden af kirken blev der opført et kapel, som senere er revet ned.
Orglet i Jesuskirken er bygget af én af verdens bedste orgelbyggere, Aristide Cavaillé-Colli.
Kirkens tårn blev betalt af Otillia Jacobsens mor, til minde om Carl og Otillias søn, Alf, der døde som barn. Klokkerne i tårnet bærer navnene på Jacobsens-parrets fire børn, Alf, Erland, Thorvald og Beatrice.
Tårnet blev ikke sat på selve kirkebygningen, men står frit ved siden af som en campanile efter italiensk forbillede. Det 52 meter høje tårn kom til i 1895.
Kristusfiguren øverst på facaden er udført af Axel Hansen.
Foran kirken står et krucifiks, der er udført i bronze i 1853 efter forarbejde af Jens Adolf Jerichau.
Til Jesuskirkens sogn hørte tidligere hele Valby og Kongens Enghave, men herfra blev den vestlige del udskilt i 1912 som Timotheus Sogn. I 1922 blev også Frederiksholms Kirkes sogn skilt ud.
Hvidovre var helt ind til 1925 annekssogn til Jesuskirkens sogn
Vejen til kirken var tidligere blind og hed fra starten Jerusalemvej. I 1921 skiftede den navn til Kirkevænget.