Dès le Xe siècle, il existe un lieu de culte dédié à Saint-Etienne à Noisy-le-Sec mais il ne demeure aucune trace de la première chapelle. Une église, construite au XVIe siècle, est très endommagée au moment de la Révolution française. Le bâtiment actuel date du XIXe siècle.
L'église Saint-Etienne est construite en 1823 sur l'emplacement de l'ancien édifice mais sur un plan différent. Traces visibles du bâtiment élevé au XVIe siècle, les deux colonnes soutenant le porche de la façade sont un réemploi d'un morceau de l'église détruite par les sans-culottes. Grâce à ces deux colonnes, le mur-pignon de la façade établit une transition architecturale entre le style renaissance en vogue au XVIe siècle et la modernité du XXe, réalisant ainsi une composition historicisante chère au XIXe siècle.
L'intérieur de l'église possède des vestiges rescapés des outrages subis. Une clef de voûte pendante du XVIe siècle subsiste. Les clefs de voûte pendantes apparaissent à la fin du XVe siècle. Certains spécimens sont remarquables par leur volume ou leur décoration. Celle de Saint-Etienne est ornée sur chacune de ses quatre faces des représentations sculptées de saint Etienne, saint Nicolas, saint Georges et de l'Ecce Homo, représentation traditionnelle du Christ présenté à la foule par Pilate. Deux statues du XVIIIe siècle, l'une représentant saint Etienne, la seconde saint Vincent, étaient, à l'origine, placées dans des niches sur la façade de l'église. Très abîmées par les intempéries et la pollution, les deux statues ont été restaurées en 1991. Elles se trouvent désormais de part et d'autre du maître-autel. Saint Etienne tient à la main la palme du martyr tandis que saint Vincent, protecteur des vignerons, rappelle le passé viticole du village.
Après la construction de l'actuel bâtiment religieux, une souscription auprès des fidèles et avec l'aide de deux congrégations, quatre cloches sont offertes à la paroisse. Elles sont baptisées entre 1830 et 1866. Lorsque la Commune de Paris éclate, en 1871, le gouvernement fait appel à la population de la région parisienne dans le but de récupérer du bronze, denrée qui se fait rare, afin de le fondre pour fabriquer des obus. L'église Saint-Etienne propose ses quatre cloches mais le ministère décline l'offre et l'église conserve ses cloches.
De grandes baies percées dans les murs gouttereaux de la nef éclairent l'édifice. Les murs gouttereaux d'une église sont les latéraux portant les gouttières et les gargouilles, par opposition au mur-pignon de la façade. Dans le chœur, des reliquaires conservent des reliques de saint Etienne et de saint Vincent, d'où probablement la statuaire de ces deux saints. Les fresques des arcades, du plafond du chœur et des chapelles latérales sont l'œuvre du peintre Jacquier. Décorant la voûte en cul-de-four du chœur, un Christ en majesté rappelle le style byzantin, notamment par son utilisation d'un fond doré, symbole de la pérennité du règne du Seigneur. Toujours dans le chœur, sous le Christ de Jacquier, une œuvre d'Auguste-François Perrodin, réalisée en 1886, représente la lapidation de saint Etienne, diacre de la première communauté chrétienne de Jérusalem.
En 1876, le conseil de fabrique de la paroisse commande aux frères Abbey, grands facteurs d'orgues à Versailles, un orgue pour l'église Saint-Etienne. Composé de treize jeux, il a, dans un premier temps, été installé dans la nef. En 1929, l'instrument est électrifié et transféré sur la tribune. Utilisé comme grand orgue ou comme orgue d'accompagnement, l'instrument est joué lors des célébrations religieuses mais aussi à l'occasion de concerts organisés dans l'église. Lors des bombardements d'avril 1944, l'ensemble du bâtiment est très détérioré. Le clocher, notamment, s'effondre mais les cloches ne subissent aucun dommage. Aujourd'hui, elles sont installées à proximité de l'église, sur un monticule gazonné. Il est possible d'y lire les inscriptions relatant leur naissance gravées dans leur bronze. L'église Saint-Etienne de Noisy-le-Sec a été entièrement restaurée en 1991.
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