den 26 juli 1701, två dagar efter deras ankomst till det som nu är Detroit, Antoine de la Mothe Cadillac och hans expedition byggde en liten loggstruktur i Fort Pontchartrain tillägnad Ste. Anne, skyddshelgon för Nya Frankrike. Kyrkans register, som dateras från 1704, är de äldsta församlingsuppgifterna i Michigan och de näst äldsta kontinuerligt aktiva Romersk-katolska församlingsuppgifterna i nationen.

den nuvarande byggnaden i sydvästra Detroit är den åttonde byggnaden som ockuperas av socken Ste. Anna. Kyrkan byggdes 1886-1887 och designades i en grundläggande korsformad plan av Leon Coquard, en Detroit-arkitekt och församlare. Utsidan av kyrkan är i gotisk väckelse stil och har dubbla spiror vanliga i norra franska kyrkor. Av särskilt intresse är de flygande stöttor, en funktion ganska vanligt i gotiska kyrkor i Europa, men ovanligt i den ”nya världen.”

kyrkan innehåller många reliker från stenkyrkan 1818 som stod på Bates Street. Bland dess skatter är: hörnstenen, huvudaltaret, Julius Melchers handskuren nattvardsskena, ”Beaubien Bell” (en gåva från Fru Antoine Beaubien 1848) och statyn av Ste. Anne och hennes dotter, Mary. Grisaille-fönstren som ligger vid kanten av skeppet och flera av helgedomsfönstren högt upp nära taket är det äldsta glaset i staden. Friedrichs och Staffinin (Detroit Stained Glass Company) arbetade på fönstren vid tre olika perioder. Granville Wood och Son byggde och installerade det 26-randiga rörorganet vid kyrkans konstruktion.

stora dörrar på vardera sidan av huvudaltaret leder till kapellet. Fr. Gabriel Richard firade mässan vid detta altare. Kapellet innehåller det ursprungliga huvudaltaret från föregående Ste. Annes, liksom Fader Gabriel Richards grav. Han tjänade som Ste. Annes pastor från 1798 till sin död 1832. Graven hade placerats under kyrkans huvudaltare men flyttades till kapellet 1976 för att göra det mer tillgängligt för allmänheten. År 2020 utsåg påven Franciskus Ste. Anne som en mindre basilika, en av bara tre i Michigan.