Les origines
Sur le territoire où se trouve aujourd'hui la chapelle existait autrefois le château de Conflans, dont l'origine remonte à Mahaut d'Artois, au XIVe siècle. Au XVIIe siècle le château devint la résidence d'été des évêques de Paris. A partir de 1641, les dépendances furent occupées par un couvent de Bénédictines.
Au XIXe siècle :
Après la Révolution le château fut vendu en trois lots séparés, dont un lot comprenant la partie Est et les jardins qui, après de multiples cessions, fut acquis en 1829 par Mgr de Quelen, archevêque de Paris. De son côté, le couvent des Bénédictines passa entre divers propriétaires avant d'être acheté en 1820 par M. Frère, supérieur du Petit Séminaire de Saint-Nicolas du Chardonnet, et devint une maison de campagne du Petit Séminaire.
Après l'épidémie de choléra de 1831, Mgr de Quelen fonda un orphelinat qu'il installa dans une partie du château. Se trouvaient déjà réfugiées au château Madeleine-Sophie Barat, fondatrice des Dames du Sacré-Cœur, avec quelques religieuses, chassées de Paris par la Révolution de Juillet.
En 1839, Mgr de Quelen avait acquis le couvent des Bénédictines, en très mauvais état. Madeleine-Sophie Barat le racheta en 1841 pour y accueillir son pensionnat et son noviciat. Grâce à d'autres acquisitions elle remodela le site. La première partie de la chapelle actuelle fut construite mais elle fut agrandie en 1867 et 1868, notamment par un transept, une crypte.
En 1885, l'archevêque de Paris, Mgr Guibert, attribua sa résidence d'été au Petit Séminaire de Saint Nicolas du Chardonnet.
Au XXe siècle :
Les expulsions
Dans un contexte de lutte anticongréganiste et d'un fort mouvement anticlérical, la loi de 1901 sur les associations stipulait, dans son article 14, que « nul n'est admis à diriger, soit directement, soit par personne interposée, un établissement d'enseignement, de quelque ordre qu'il soit, ni à y donner l'enseignement, s'il appartient à une congrégation religieuse non autorisée".
L'anticléricalisme du gouvernement d'Emile Combes aboutit au rejet de presque toutes les autorisations demandées par les congrégations religieuses et à l’expulsion de celles-ci, La loi du 7 juillet 1904 interdit l’enseignement à toutes les congrégations, même à celles qui étaient autorisées.
Le Petit Séminaire de Saint-Nicolas du Chardonnet fut expulsé lui aussi de ses locaux de Paris et de Conflans fin 1906. Les Dames du Sacré-Coeur émigrèrent en Belgique.
Conflans avait été mis sous séquestre en 1907, donné à la commune de Charenton qui le mit en vente aux enchères publiques. L'archevêque de Paris, Mgr Amette constitua, avec l'aide d'anciens élèves des deux Petits Séminaires (Saint-Nicolas du Chardonnet et Notre-Dame des Champs) une société civile qui put acquérir les lieux. Une société d'électricité souhaitait surenchérir mais un accord fut conclu avec elle : la société d'électricité racheta un nombre de parts lui donnant la majorité, en contrepartie elle s'engageait à louer à l'archevêque les bâtiments de Conflans et une partie du parc, avec l'édification du mur de séparation coupant la propriété en deux. Ce bail était assorti d'une possibilité de rachat par l'évêché des bâtiments loués, ce qui fut fait en 1929.