Lorsque la séparation de l'Eglise et de l'Etat est prononcée en 1905, l'Etat procède à l'inventaire des biens des églises. Les Pavillons-sous-Bois ne se sentent pas concernés : ils ne possèdent pas de lieu de culte. Les fidèles pavillonnais suivent les offices dominicaux à l'église Saint-Louis du Raincy ou à Bondy.
En 1908, l'abbé Alfonsi s'installe dans la commune, municipalité majoritairement ouvrière et socialiste. Dans un premier temps, l'abbé ouvre un oratoire dans la salle à manger d'une petite maison. Puis, il fait construire une petite chapelle. Deux années plus tard, avec l'aide de ses fidèles et malgré une majorité anticléricale, l'abbé pose la première pierre d'une église. La cérémonie est houleuse et la foule massée autour du terrain ne cache pas son hostilité. Alors que les fidèles de l'abbé Alfonsi entonnent des cantiques, une foule déchaînée tente de couvrir leurs voix aux cris de « A bas la calotte » et en chantant l'Internationale. Imperturbable, l'abbé continue sa bénédiction et les futurs paroissiens leurs chants religieux. Et l'église, placée sous le vocable de Notre-Dame-de-Lourdes, voit le jour. Elle est inaugurée par l'archevêque de Paris, Monseigneur Amette, le 17 septembre 1911.
Les travaux sont compliqués. Le terrain étant marécageux, l'édifice doit être construit sur des pilotis en chêne. Contrairement à l'orientation habituelle vers l'Est (vers Jérusalem), le bâtiment est orienté vers le Sud. On y pénètre par un portail percé dans un porche. La nef se compose de deux travées identiques, séparées par un large transept peu saillant. Le carré formé par leur croisée est couvert d'une coupole. Les vitraux ont été réalisés dans les années soixante-dix par un jeune artiste pavillonnais.
