En 1905, Saint-Leu – Saint-Gilles subit la séparation des Églises et de l’État et devient « domaine communal public de la Ville de Paris ». Par crainte de ne pas avoir les moyens de louer à la Ville les quelques 1 200 m² du presbytère, les membres du conseil économique de l’époque (les « marguilliers » de feu le « conseil de fabrique ») les abandonnèrent en grande partie « au domaine communal privé », ne conservant que 230 m² sur la rue Saint-Denis. La Ville de Paris se partage depuis l’îlot Saint-Leu entre l’église et ses dépendances affectées au culte, qui sont inaliénables telle la sacristie (domaine public de la Ville), et les immeubles de l’ancien presbytère, cessibles (domaine privé de la Ville). L’entrée et l’escalier du boulevard de Sébastopol qui desservait plusieurs appartements des prêtres, dont celui du curé, furent abandonnée à la ville de Paris. Après diverses utilisations, ces murs logent actuellement, très largement, des protégés d’Emmaüs.

C’est grâce au Chanoine Panel, que le 16 octobre 1928, la Lieutenance de France de l’Ordre du St-Sépulcre a pu disposer des anciens fonts baptismaux devenant la très officielle « salle capitulaire », dont les grilles sont fermées à clef au seul usage de l’Ordre en France en accord avec le Diocèse « pour y tenir conseils et réunions ».

Une grande fête célèbra la réintégration de l’Ordre dans son antique sanctuaire. Le curé de Saint-Leu – Saint-Gilles, le très actif chanoine Panel, venait de fonder la confrérie de la Sainte-Croix sous le patronage de sainte Hélène et avait fêté brillamment 3 ans auparavant, le 22 novembre 1925, le centenaire de la translation de ses reliques. La concession officielle de l’ex-chapelle des fonds baptismaux à titre privative à la Lieutenance pour la France est commémorée ainsi par une plaque :« Les chevaliers du Saint-Sépulcre éloignés depuis un siècle de leur église St-Leu-St-Gilles ont réintégré ce pieux asile ».

Saint-Leu – Saint-Gilles connut une riche période active, sous les Forts des Halles et leurs familles, comme le relate une collection de bulletins paroissiaux jusqu’à la dernière guerre, depuis laquelle il n’existe plus d’archive au presbytère. L’entretien, par investissements, de l’église pendant cette période faste était financé par le « Comité des Amis de Saint-Leu – Saint-Gilles » créé entre autres par la duchesse de Vendôme, le maréchal Lyautey, Pierre Taittinger, Madame Maurice Barrès …Après la disparition des Halles pour Rungis, Saint Leu s’endormit. En 1975, l’archevêque de Paris, le cardinal François Marty eut le désir de réveiller une présence chrétienne en ce quartier lieu de passage entre ce qui allait devenir le Forum des Halles et le centre Georges Pompidou. Il répartit aux paroisses voisines Saint-Eustache, Saint-Nicolas-des-Champs et Saint-Merry le territoire de Saint-Leu – Saint-Gilles sans acter canoniquement la disparition de la paroisse.

L’église capitulaire du Saint-Sépulcre en France réunissait ce jour-là une grande assemblée présidée par le Cardinal Dubois. A cette époque l’archevêque de Paris était nommé « Grand Aumônier et Haut Protecteur » de l’Ordre.

L’église cesse alors ses fonctions de paroisse telles que baptêmes, catéchisme, mariages et obsèques. L’église fut rattachée à Saint-Eustache. Les deux églises eurent en 1976 le même vicaire avec le père Pierre Chevaleyre, de l’Oratoire de France. Le 1^er septembre 1976, la communauté des sœurs de la Congrégation romaine de Saint Dominique s’est installée dans le quartier. Les sœurs ont progressivement donné une teinte à l’assemblée de Saint-Leu – Saint Gilles, notamment par l’accueil de groupes de prière du Renouveau charismatique. Saint-Leu – Saint-Gilles, communauté alors connue de toute la France dans les milieux charismatiques, était une sorte de quartier général, accueillant dans sa grande salle Saint-Leu de très nombreux priants ».

En 1983 le père Patrick Giros, fondateur en 1981 de l’association « Aux captifs, la libération », est nommé chapelain à Saint-Leu – Saint-Gilles et vicaire à Saint-Eustache En 1984, le cardinal Lustiger et la supérieure provinciale des sœurs Dominicaines ont passé une convention aux termes de laquelle, considérant le travail déjà accompli par les sœurs depuis leur arrivée, celles-ci se voyaient confier la mission d’assurer dans l’église Saint-Leu – Saint-Gilles une permanence de prière et d’accueil. L’accord prévoyait que le nombre de religieuses ne serait pas inférieur à trois .

En 1988 d’autres religieuses sont arrivées dans le quartier, les Petites sœurs de Jésus (de saint Charles de Foucauld), très engagées dans l’apostolat des prostituées de la rue Saint-Denis ». L’association « Aux captifs, la libération », dispose toujours d’une antenne abritée au presbytère et effectue des « tournées-rues » nocturnes dans le quartier. Ce sont des maraudes à « mains nues » plus particulièrement orientées sur des rencontres d’amitié. En 1999 le cardinal Lustiger confia l’administration de Saint Leu à l’ « Ordre de la Sainte Trinité et de la Rédemption des Captifs » (dit « Ordre des Trinitaires ») œuvrant auprès de tout individu entravé dans sa croissance humaine et spirituelle. L’ordre fut fondé au XIIe siècle pour racheter les chrétiens maintenus en esclavage en Orient. C’est lui qui racheta Louis IX aux Sarrasins. Les frères Trinitaires sauvent aujourd’hui d’autres formes d’esclavage. Ils étaient adaptés à la fin du XXe siècle aux actions spécifiques et atypiques imposées par un quartier soumis aux captivités de l’alcool, de la drogue, des maladies mentales et de la prostitution. En 2020 Monseigneur Michel Aupetit a nommé curé de la paroisse Saint-Leu – Saint Gilles le père diocésain Arnaud Bancon – le frère Trinitaire Odon Rakotoarimanana restant vicaire, poste où il avait été nommé en décembre 2019.

Une autre particularité de l’église Saint-Leu – Saint-Gilles est que depuis 2003 la liturgie orthodoxe y est célébrée. Chaque vendredi est chanté en slavon et en français l’hymne acathiste aux saints Constantin et Hélène. Un divine liturgie y est célébrée une fois par mois. Catholiques et orthodoxes se rassemblent chaque année en novembre pour célébrer avec les dames et les chevaliers du Saint-Sépulcre l’anniversaire de la translation des reliques de sainte Hélène à Paris.

En France les chevaliers reprirent leurs habitudes à Saint-Leu dès que l’église put les recevoir, mais ils ne s’y réunirent plus quand survint la Révolution de 1848.

Ensuite leur influence fut sans doute capitale lors des grands travaux de 1857 à 1861 pour le percement du boulevard Sébastopol, comme on le voit avec leurs armoiries sculptées sur les arcades de chacune des chapelles. En 1858, lors du percement du boulevard de Sébastopol le chevet de l’église est raboté de près de 5 mètres et trois chapelles supprimées. Mais compte tenu de l’importance de ce nouvel axe, constitutif de « la Grande Croisée » voulue par Napoléon III, Haussmann, dont ce fut l’une des premières opérations, la dota de gros moyens. L’église devait être un monument phare situé sur le nouveau boulevard.

Ce qui fut fait de façon heureuse en construisant les chapelles latérales, le déambulatoire entourant le chœur, la grande chapelle de la Vierge et les beaux immeubles du presbytère.

Les architectes de la ville Etienne-Hippolyte Godde (1781-1869), adepte du style néo-classique et Victor Baltard (1805-1874) développeur de structures nouvelles sont chargés du chantier.

Baltard a adopté le style de la Renaissance, en vogue dans cette partie du XIX^e siècle, comme en témoigne l’illustre voisin : le Conservatoire national des Arts et Métiers, par Léon Vaudoyer en 1838. Le tout fut aménagé en un bel îlot individualisé et cohérent de 1 483 m² au sol pour l’église et de 497 m² au sol pour le presbytère entre les quatre voies dégagées : boulevard de Sébastopol, rue du Cygne, rue de la Grande Truanderie et rue Saint-Denis. Fin du XIX^e siècle neuf prêtres furent logés dans cet ensemble immobilier, avec un appartement pour chacun. Les prêtres sont deux à ce jour dans un seul appartement.

Saint-Leu doit cependant à cette archiconfrérie royale du Saint-Sépulcre le don solennel le 29 novembre 1820 des reliques de sainte Hélène, alors montées dans la chasse que l’on peut encore voir à une hauteur de 7m derrière le maître-autel.

Dom Grossard, le dernier procureur de l’abbaye d’Hautvillers, près d’Epernay, qui les détenait depuis 842, les sauva en les cachant dans la nuit du 8 au 9 mai 1791 dans un placard de salle à manger de la demeure où il s’était réfugié.

Puis les reliques avaient abouti à l’abbatiale Saint-Pierre et Saint-Paul de Montier-en-Der, en Haute-Marne, près de Saint-Dizier en 1818, quand l’archiconfrérie du Saint-Sépulcre exigea qu’elles soient transférées dans leur église capitulaire de Saint-Leu – Saint-Gilles, prétendant que l’Ordre avait été fondé en 313 par sainte Hélène.

Les reliques ont été descendues dans la crypte à la demande du diacre Nicolas Nikidime, de l’église cathédrale du patriarcat de Moscou de la rue Petel au début des années 2000 afin de pouvoir être « touchées et embrassées » par les orthodoxes.

Un contrôle d’identification a été diligenté le 27 mars 2010 par Mgr Michel Aupetit, alors vicaire général du diocèse de Paris et de Frère Bernard-Marie Geffroy, Trinitaire, curé de Saint-Leu – Saint-Gilles. Les reliques de sainte Hélène sont toujours très vénérées par les orthodoxes.

L’église est la seule à Paris à avoir réservé une de ses chapelles aux liturgies orthodoxes, pratiquant ainsi avec ses paroissiens et l’Ordre du Saint-Sépulcre le rassemblement des chrétiens d’Occident et d’Orient.