Osmanlı egemenliği altında, Fener Patrikhanesi’ne bağlı Bulgarlar, ilk defa ayrı bir dini cemaat olarak 1870 tarihli bir ferman ile tanınmış.
Bulgarlar burada önce ahşap bir kilise yaptırmış. 1898’de, zeminin çürüklüğü nedeniyle demir iskelet üzerine bugünkü Demir Kilise’yi yaptırmışlar.
Projeyi Ermeni Mimar Aznavur çizmiş.
Uluslararası yarışmayı bir Avusturya firması kazanmış, kilise Viyana’da prefabrik olarak üretilmiş. Toplam 500 ton ağırlığında demir dökülmüş. Önce Viyana’da fabrika bahçesinde kurulmuş sonra sökülerek Tuna Nehri üzerinden İstanbul’a taşınmış.
Kilise mimari açıdan eklektik anlayışa uygun inşa edilmiş, Neo-Barok ve Neo-Gotik olarak sınıflandırılıyor.
Dünyada sadece 2 adet olan demir kiliselerden diğeri zamanla yok olunca, Sveti Stefan dünyadaki tek demir kilise olmuş.