Quần thể kiến trúc này được chủ trì xây dựng bởi linh mục Phêrô Trần Lục (còn gọi là cụ Sáu, 1825-1899) – linh mục chính xứ Phát Diệm từ năm 1965. Công trình được khởi công vào năm 1875 và đến năm 1898 thì cơ bản hoàn thành.
Quần thể nhà thờ Phát Diệm gồm nhà thờ lớn và 5 nhà thờ nhỏ (trong đó có một nhà thờ được xây dựng hoàn toàn bằng đá tự nhiên, được gọi là nhà thờ đá); phương đình (tháp chuông); ao hồ và 3 hang đá nhân tạo.
Trong ảnh là phương đình, điểm nhấn quy mô nhất ở quần thể tôn giáo này. Phương Đình có nghĩa là nhà vuông, hình dáng như cái đình làng rộng lớn mà trống trải, chiều ngang 21 m, cao 25 m, gồm 3 tầng. Tầng dưới lớn nhất, xây hoàn toàn bằng đá xanh vuông vắn, chia thành ba lòng, trong mỗi lòng có một sập đá. Sập đá ở lòng giữa to nhất, là một khối dài 4,2 m, rộng 3,2 m, dày 0,3 m.
Nhà thờ Phát Diệm độc đáo ở chỗ mặc dù là công trình Công giáo nhưng được mô phỏng theo những nét kiến trúc đình chùa truyền thống của Việt Nam với vô số mái cong hình mũi thuyền.
Nhà thờ Phát Diệm được xây dựng hoàn toàn bằng vật liệu đá và gỗ lim. Gỗ được lấy từ nhiều địa phương như Nghệ An, Thanh Hoá, Sơn Tây…, còn đá được đưa về từ núi Thiện Dưỡng cách Phát Diệm 30 km, đá quý hơn lấy ở núi Nhồi gần tỉnh lỵ Thanh Hóa, cách 60 km.
Có những cây gỗ nặng tới 7 tấn, những phiến đá nặng đến 20 tấn đã được vận chuyển bằng phương tiện thô sơ hồi cuối thế kỷ XIX.
Nhà thờ đá Phát Diệm còn có nhiều chi tiết được chạm trổ rất tinh xảo. Quanh công trình được bài trí vô số hình tượng thân thuộc được lấy từ các làng quê Việt Nam như tùng, cúc, trúc, mai hay hoa sen…
Những bức phù điêu được tạc từ đá xanh nguyên khối mô phỏng các tích truyện được kể lại theo Kinh Thánh của ngườiCông giáo.
Nằm ở vị trí trung tâm là khu nhà thờ lớn, được xây cất chỉ trong 3 tháng cuối năm 1891, nhưng công việc chuẩn bị vật liệu và trị chân móng đã kéo dài cả 10 năm trước đó.
Phát Diệm xưa vốn là vùng biển được phù sa bồi đắp, nền đất yếu khiến cụ Sáu đã phải cho nhân công đóng xuống hàng triệu cọc tre và hàng nghìn khối đất đá mới đặt được nền móng vững chắc cho công trình tầm cỡ này.
Toàn bộ phần mộc, nội thất nhà thờ và các bức vách hai bên được làm bằng gỗ lim thân lớn. Lợp mái là ngói mũi hài, loại ngói truyền thống ở các đình chùa.
Trong hệ thống 5 nhà thờ nhỏ ở Phát Diệm có một ngôi được làm hoàn toàn bằng đá có tên là Trái Tim Đức Mẹ. Công trình được cụ Sáu cho xây đầu tiên trong cụm di tích này.
Nhà thờ dài 15,3 m, rộng 8,5m, cao 6 m. Hầu hết nền, cột, xà, tường, chấn song, tháp hay bàn thờ đều bằng đá, do đó người Phát Diệm quen gọi là nhà thờ Đá.
Trải qua hơn 100 năm tồn tại, dù chịu nhiều tác động từ thiên tai, chiến tranh, nhưng công trình vẫn khá vững chãi và được giữ gìn nguyên trạng cho đến ngày nay.
Quần thể kiến trúc nhà thờ Phát Diệm đã được xếp hạng Di tích lịch sử văn hóa cấp quốc gia năm 1988. Tỉnh Ninh Bình và các cơ quan liên quan đang hoàn thiện hồ sơ đề nghị UNESCO công nhận nhà thờ Phát Diệm là di sản văn hóa thế giới.
Lê Hoàng