Le Saint-Esprit est d'abord la plus grande église construite à Paris pendant l'Entre-deux-guerres. L'architecte Paul Tournon a su tirer parti des contraintes de la parcelle pour ménager ses effets. Le fidèle ou le visiteur passe ainsi via un sombre narthex, de la discrète façade au gigantesque espace intérieur, digne héritier de Sainte-Sophie de Constantinople, avec sa coupole, ses demi-coupoles, ses colonnades et ses tribunes. Mais une Sainte-Sophie en béton armé brut de décoffrage, faute de moyens, sobre et spectaculaire, espace mystérieux sculpté par l'ombre et la lumière.
Même inachevé, l'ambitieux programme de peintures occupe largement les murs des bas-côtés et des chapelles. Maurice Denis a supervisé le travail des meilleurs fresquistes de l'époque et a lui-même réalisé l'immense Pentecôte de l'abside. De là, le Saint-Esprit y éclaire tout l'histoire de l'Église et du monde chrétien des origines au XXe siècle.