L’église actuelle, de style gothique, est la deuxième église de la paroisse Saint-Joseph d’Orléans. La première église construite en pierres de 1870 à 1885 sur le même site que l’église actuelle a été démolie en 1920 à cause de son étroitesse et de ses problèmes de structure; la construction de la deuxième église s’est terminée en 1922.
Parmi les particularités artistiques de cette église, nous retrouvons un crucifix (1860), un bas-relief en plâtre encastré dans l’autel représentant la dernière Cène, des statues de saint Joseph, la Vierge Marie, saint Jean-Baptiste et sainte Anne qui datent de la première église et une statue de sainte Thérèse de l’Enfant-Jésus (1925).
L’église se distingue par ses magnifiques verrières, réalisées par l’artiste hollandais Gerry Mesterom. Les scènes bibliques sont, en commençant par l’avant, du côté ouest : l’Annonciation, la Visitation de Marie à sa cousine Élisabeth, la Naissance de Jésus, le Recouvrement de Jésus au Temple. Puis de l’arrière vers l’avant, côté est : la Création, l’Agonie de Jésus au Jardin des Oliviers, le Crucifiement de Jésus, la Résurrection de Jésus, l’Ascension de Jésus au ciel, la Pentecôte et les disciples d’Emmaüs.
On retrouve deux petites verrières dans l’entrée principale, où figurent saint Paul, côté ouest, et saint Pierre, côté est, et dans la petite fenêtre du transept ouest, l’Oratoire Saint-Joseph et saint Frère André. On peut apercevoir au-dessus des grandes portes : la Sainte Trinité et les Sacrements, dans les escaliers du jubé : saint Thomas et saint Matthias, puis au jubé : les évangélistes, saint Mathieu, saint Marc, saint Luc et saint Jean. Ces magnifiques verrières traduisent les récits bibliques, tout en éclairant abondamment l’église.
Le soleil contribue à la beauté du lieu en projetant des reflets multicolores et des jeux de lumière sur les murs, les arches et les nombreuses colonnes d’un des plus vieux édifices d’Orléans.
Le presbytère actuel (le deuxième) a été construit en 1891.
L’année 2002 marque le centième anniversaire de l’installation de la statue de saint Joseph devant le presbytère.
Le premier cimetière était situé sur la rue Notre-Dame (entre la rue Belcourt et la rue St-Jean). À la demande de Mgr Duhamel, archevêque d’Ottawa, le nouveau cimetière a été aménagé en 1888 derrière l’église paroissiale.
Quatre-vingt-dix familles formaient la paroisse Saint-Joseph en 1855. Aujourd'hui, la paroisse compte environ 4 000 familles sur son territoire.
En 2015, la paroisse a entrepris des travaux de rénovations majeurs en préparation du centenaire de l'église en 2022.