Aproximadamente em 1810, uma estrada ligando a freguesia de Santo Antônio de Piracicaba à Vila de São Carlos de Campinas foi aberta, em local ainda sertão, conhecido como “Região dos Toledos”.
Farta em águas, coberta por densas matas e apresentando qualidade de solo excepcional para cultivo, a região começou a ser procurada por sesmeiros e sitiantes.
Dentre estes, Dona Margarida da Graça Martins, da cidade de Santos, viúva do sargento-mór Francisco de Paula Martins, por volta de 1817 adquiriu uma sesmaria delimitada ao norte com o rio Piracicaba e na direção nordeste com o rio Quilombo, e para cá se dirigiu com seus filhos, parentes e escravos, a fim de estabelecer uma fazenda e montar um engenho de açúcar, o qual daria início à povoação.
Dona Margarida doou à Cúria Paulistana terras para que fosse construída uma capela em louvor à Santa Bárbara, que foi erguida em 1818, ano que marcou a fundação da cidade de Santa Bárbara d’Oeste.
Com o passar do tempo, nos arredores da capela, foi se constituindo o núcleo urbano, surgindo uma povoação de lavradores dedicados à indústria do açúcar e produção de cereais. Alguns armazéns e oficinas de ferreiros ali se instalaram.
Enfim, no dia 18 de fevereiro de 1842, foi criada então oficialmente a paróquia Santa Bárbara.
A primeira construção da Igreja de Santa Bárbara era uma capela, de pau a pique, e foi demolida para ser construída outra de alvenaria no mesmo local, no ano de 1883.
A construção da torre da igreja foi iniciada em 8 de fevereiro de 1912, e concluída em dezembro de 1917.
Pe. Henrique Nicopelli chega em Santa Bárbara em 15 de junho de 1920 e em três etapas reconstruiu a Matriz, inaugurada em 27 de abril de 1941 por D. Francisco de Campos Barreto, Bispo de Campinas.
Em setembro de 1946 foi colocado um novo relógio da torre da Matriz, substituindo o antigo que havia sido doado pelos Irmãos Cillos em 1925.
Em agosto de 1949 foram colocados três vitrais com cenas da Santa Ceia na Capela do Santíssimo, e em setembro do mesmo ano foram colocados os vitrais com a vida de Santa Bárbara.
Em maio de 1968 Pe. Victório começa as reformas na Matriz que duraram até janeiro de 1969, colocando seis novos lustres, reformando todo o telhado, trocando as calhas, abrindo seis janelas no telhado, retocando e pintando as molduras, fazendo novas instalações elétricas e colocando novos equipamentos de som e trocando completamente o piso. Em 4 de dezembro de 1971 é inaugurado o novo relógio da torre, instalado pela Dimep, e novo sistema de som, por sistema de gravação. O antigo relógio foi doado para a Matriz Nossa Senhora Aparecida de Santa Bárbara d’Oeste.
Em novembro de 1979 foi pintada a parte externa da Matriz e em março de 1981 foi feita pintura interna da Matriz e colocados novos bancos.
Em fevereiro de 1982 foi iniciada a construção da segunda ala da Matriz abrigando à sacristia, secretaria, escritórios e salas de reuniões. Em dezembro de 1987 foram inauguradas a rampa, a pintura externa da Matriz e o abrigo coberto da escadaria central.
Em 16 de outubro de 1988 foi inaugurado na torre da Matriz um painel em azulejo queimado com o emblema do ano Santo Mariano. Em agosto de 1989 foi trocado todo o telhado da Matriz.
No mês de julho de 2003 iniciou-se a reforma na sacristia e secretaria. A sacristia foi dividida em uma pequena sala para o atendimento pastoral social e dízimo, sala esta que dá acesso ao corredor atrás do Altar-Mor. Os pisos foram trocados na sacristia, secretaria, sala de espera, as duas salas dos Padres, escada, sala de reuniões da parte superior, sanitários, corredor que dá acesso a salão e também foi feita uma cozinha e mais uma sala de reunião.
Em fevereiro de 2004 iniciou-se a restauração dos vitrais e confecção de novos. Dos três vitrais antigos retratando a Última Ceia, apenas uma parte foi encontrada, esta foi restaurada e agora compõe o vitral da nova capela do Santíssimo Sacramento. Na porta central o vitral tem o desenho do Coração Aberto no sentido de acolher a todos, sendo esta Igreja o coração da nossa cidade.
No dia 04 de setembro de 2004, após a Missa celebrada na Matriz Santa Bárbara, por ocasião dos 113 anos do seu nascimento, aconteceu o translado dos restos mortais de Monsenhor Henrique Nicopelli, da Igreja Matriz, onde foi sepultado em 1976, para a sepultura no Presbitério da capela São Miguel Arcanjo, no Cemitério central.
No dia 21 de fevereiro de 2006, iniciou-se a colocação do piso novo na capela do Santíssimo Sacramento, feito o Altar fixo e dois suportes para colocação das imagens de Nossa Senhora das Graças e Coração de Jesus. Laterais do Presbitério, feito altar fixo para a Celebração Eucarística, piso do Presbitério, bancos do celebrante, auxiliares e ministros, Credencias, mesa da Palavra e Comentarista. Colocado bancos novos de madeira na capela. A benção do Altar e Presbitério aconteceu no dia 08 de abril de 2006.
A reforma do piso na nave central da igreja teve inicio no dia 4 de junho de 2007, durante a semana as Missas na parte da manhã foram celebradas na capela do Santíssimo, e à noite na Capela São João, na vila Breda. Nos finais de semana, as Missas eram na praça central. Neste período foram restaurados os bancos da assembléia. Encerrando-se em agosto de 2007.
Na parte externa da matriz feita novas calçadas na frente e construção de rampas nas laterais. Plantação de mudas de palmeiras e revitalização da praça central pela prefeitura municipal. Em janeiro de 2008, foram trocadas as antigas portas, pelas portas talhadas em madeiras. Na lateral direita composta pela imagem de São Pedro, a Esquerda São Paulo e na porta central, Santa Bárbara, com seus respectivos símbolos de santidade e Martírio. As portas foram abençoadas no dia 26 de janeiro de 2008.
A paróquia foi Dedicada em celebração solene no dia 20 de abril de 2008, numa missa presidida pelo bispo diocesano Dom Fernando Mason.
Dia 12 de junho de 2008 foi lançado um livro ilustrando um pouco da história da igreja, a dedicação ocorrida em 20 de abril do mesmo ano e explicando todos os….. que compõem a arquitetura da igreja.
