Les débuts de l'église de Courfaivre remontent au XIIIe siècle. A l'origine, il s'agissait d'une église à nef unique et à chœur rond avec une fausse voûte d'arête. Les épais murs latéraux étaient percés de fenêtres rondes.
En 1953, suite à la croissance de la communauté catholique de Courfaivre, la paroisse décide d'agrandir l'église. La rénovation est confiée à l'architecte jurassienne Jeanne Bueche (1912-2000). Le bâtiment étant situé sur le flanc d'une colline, seule une extension latérale de l'église peut être envisagée. L'architecte décide de construire de nouveaux nefs collatéraux. Leur construction en béton armé autoportante permet la création de grandes ouvertures de fenêtres le long des murs latéraux des deux nefs.
Jugeant la décoration de l'église partie intégrante de l'architecture, Jeanne Bueche dédie une grande partie du budget à la réalisation de grandes fenêtres colorées en technique de dalle de verre. Pour leur création, elle fait appel à nul autre que Fernand Léger qui auparavant avait réalisé les fenêtres en dalle de verre de l'église d'Audincourt en France.
Le programme iconographique de l'ensemble des vitraux figuratifs, composé de dix fenêtres hautes et de deux fenêtres dans le chœur, est décidé entre l’architecte et le curé de l'église et élaboré en étroite collaboration avec l'artiste. La réalisation des dalles de verre est confiée à l'atelier verrier Aubert et Pitteloud à Lausanne.
Les dalles sont montés avec un mastic spécial dans les ouvertures créant ainsi une entité matérielle entre vitraux et structure en béton et de véritables murs lumineux.
L'église est répertoriée sous le numéro KGS-DS-Nr 3493 dans l'inventaire des biens culturels de l'Office fédéral de la protection de la population OFPP en tant qu’objet d'importance nationale (catégorie A).