Это купольное сооружение обязано своим появлением рождению наследника престола, Людовика Богоданного, будущего Людовика XIV. В 1645 году строительство начал Франсуа Мансар, продолжил работы Лемерсье, а окончательно сооружение было завершено в 1710 году Пьером Лемюэ и Габриелем Ледкжом. В основе замысла здесь также римская архитектура, однако Мансару удалось по-новому интерпретировать ее монументальные формы. Его проект определил в основных чертах план первого яруса и облик фасада до уровня карниза. Капеллы, прилегающие к средокрестию, открываются не в неф или трансепт, что являлось общепринятой практикой, а диагонально - в подкупольное пространство, где находится алтарь. Увеличенный барабан и купол поддерживают массивные устои. Наследие римской архитектуры в трактовке фасада также претерпевает значительные изменения.
Монастырские галереи, как и весь монастырский комплекс, хорошо сохранились, датируются, естественно, XVII столетием:
Убранство церкви Валь-де-Грас настолько напоминает итальянское барокко, что церковь часто называют «самой римской из всех парижских церквей». Фасад, купола, фонтаны прицерковной площади Альфонс Лаверан, а также интерьер храма - все это выполнено в итальянских традициях.
Купол Валь-де-Грас украшает работа Пьера Миньяра «Слава блаженным» (1663 г.), на которой изображено около 200 персонажей.
Со времен революции и до наших дней Валь-де-Грас служит больницей для военных. Но в самой церкви выполняется католический культ и проводятся концерты классической и органной музыки.