Con il veloce procedere, nel corso degli anni Trenta, dell'urbanizzazione nel rione Santa Viola fuori Porta San Felice, si rende necessaria la nascita di una nuova parrocchia.

La scelta dell'area per la nuova chiesa parrocchiale cade sulla località "La Cavalleria", nei pressi del torrente Ravone - così chiamata per la presenza di grandi stalle per cavalli - dove vengono abbattute alcune vecchie case davanti alla chiesetta-oratorio ottocentesca di S.M. delle Grazie.

La prima pietra è posata il 21 aprile 1938 e la prima messa è celebrata il 17 marzo 1940. L'edificio è a pianta basilicale con transetto e cupola all'innesto dei bracci laterali.

L'inaugurazione ufficiale della nuova chiesa avviene il 5 maggio, giorno di S. Pio V papa - al secolo Antonio Ghisilieri (1504-1572), discendente da una potente famiglia esiliata da Bologna nel XV secolo - al quale è intitolata.

Tra il 1955 e il 1965 sono completati gli interni e costruite una nuova cupola e la canonica. Gli alzati imitano la pietra serena, in conformità con lo stile neo-rinascimentale dell'edificio. Le finestre vengono impreziosite da vetrate policrome.

La facciata in mattoni a vista sarà completata sommariamente nel 1975 dal parroco don Enelio Franzoni (1913-2007), dopo la bocciatura di alcuni progetti precedenti. Nella parete verranno inseriti alcuni bassorilievi in cotto di Livio Rizzon.