La dévotion au Sacré-Coeur de la ville de Grenoble remonte au XVIème siècle, un peu avant les apparitions à Sainte Marguerite-Marie avec des apparitions privées à une pieuse dame (Madame d'Hercuet) et une supérieure du monastère de Sainte Marie d'en Haut. Puis elle s'est développée, à partir du message de Paray-le-Monial, à la fin du XVIIème et au XVIIIème siècle, avec la création de chapelles, de confréries et le développement de l'adoration eucharistique.
A la chute de l'empire, en signe de réparation vis-à-vis des troubles de la Révolution, les deux-tiers des évêques français consacrent leur diocèse au Sacré Coeur. En 1815, Monseigneur Claude Simon consacre Grenoble pour la libération de la ville (occupée par l'armée austro-sarde). L'Abbé Jean Gerin, curé de la cathédrale de 1835 à 1863 solennise chaque premier vendredi du mois en l'honneur du Sacré-Cœur. Monseigneur Justin Paulinier en 1870 annonce la fondation, à la place de l'ancienne salle capitulaire de sa cathédrale, d'une nouvelle chapelle dédiée au Sacré-Coeur. En 1875, il publie l'acte de consécration au Sacré-Cœur approuvé par Pie IX.

En 1881, Monseigneur Armand-Joseph Fava bénit Grenoble et le diocèse depuis le porche de la cathédrale. Il Instaure en Isère la dévotion au Sacré-Coeur avec l'adoration du Saint Sacrement tous les vendredis de juin et tous les jours de l'octave du Sacré-Coeur, à la chapelle du Sacré-Cœur. En octobre 1890 le diocèse organise un pèlerinage à Paray Le Monial.
Au moment de la grande guerre, les évêques français font prier le Sacré-Cœur pour la victoire. Le 8 octobre 1914, l'abbé Viallet, curé de la nouvelle paroisse du Sacré-Coeur appelle à consacrer la France au Sacré Coeur. Le 7 Juin 1918 Monseigneur Caillot prononce le vœu diocésain d'ériger à Grenoble une grande église en l'honneur du Sacré Coeur de Jésus. La première pierre (qui vient du sanctuaire de la Salette) fût posée le 19 septembre 1918 (date anniversaire de l'apparition de la sainte Vierge à la Salette. L'église du Sacré-Coeur est bénie le 27 juin 1924 à l'occasion de la fête du Sacré-Cœur et devient l'église paroissiale.
La restauration récente de la Basilique (inaugurée en 2016) et sa plus grande ouverture sur la cité veut exprimer l'engagement de notre Eglise diocésaine à faire redécouvrir le Cœur de Jésus, signe de tendresse de Dieu pour notre temps. Elle répond à l'appel à la nouvelle évangélisation lancé par les papes successifs depuis la fin du XXème siècle.