Dès 1850, un projet de reconstruction de l’église est présenté par le curé Desboeufs, mais l’opposition des autorités communales le retarde longtemps. Des legs et dons permettent au début des années trente de réunir le capital nécessaire pour cette entreprise (Membrez, 1938, p. 326). Le 19 mars 1933, l’assemblée paroissiale ratifie la nomination d’une commission de bâtisse, composée notamment du curé Steiner (président), du maire H. Baconat, de l’instituteur René Voisard et du curé-doyen de Porrentruy Albert Membrez (Steiner et Voisard, 1933a). Elle envoie des courriers à sept architectes, dont le père de Jeanne Bueche à Saint-Imier, pour leur proposer de participer au concours pour l’édification de la nouvelle église (Steiner et Voisard, 1933b). Quatre viennent présenter à la commission plans et devis : Gerster de Laufon, Masset de Porrentruy, Guyonnet de Genève et Dumas de Romont (Steiner et Voisard, 1933c). Le choix de la commission de bâtisse se porte sur la proposition du Romontois, architecte emblématique du Groupe de Saint-Luc et bénéficiant d'une forte expérience dans le domaine de l'architecture religieuse (Steiner et Voisard, 1933d ; Lauper, 1995). L’église doit contenir 500 places, constituer un ensemble artistique cohérent et conforme "aux aspirations d’un peuple cultivé", et ne pas dépasser un devis de 250'000 francs (Membrez, 1939, p. 326). Ayant quelque peu excédé cette somme dans son devis, Dumas se voit contraint de le revoir à la baisse, y compris en ce qui concerne ses honoraires et l'aménagement des parties environnant l'église (Steiner et Voisard, 1933e).

La bénédiction de la première pierre a lieu le 9 septembre 1933 (Steiner et Voisard, 1933f) et les travaux se déroulent jusqu'en octobre 1935. L’église est positionnée sur l’emplacement de l’ancien sanctuaire, sur un promontoire dominant le village (Steiner et Voisard, 1940, p. 9-15). Il s'agit d'une basilique à trois nefs avec un plafond à caissons et un chevet droit, accompagnée d'un clocher de 25 mètres s’élevant à droite de l’entrée.

Dans plusieurs de ses églises, Dumas choisit un matériau ou une technique spécifique qu'il décline de différentes manières (Torche-Julmy, Maggetti, James, 2003, p. 58). À Fontenais, c'est la céramique qui est à l'honneur, traitée à la manière d'une mosaïque, composée de tessons, recouvrant les parois des bas-côtés de l’édifice, les autels, la chaire et le chancel, et dont sont fait les retables, le chemin de croix et les bénitiers. L’exécution du retable du chœur et des bas-côtés est confiée à la maison Giovanni Brignoni de Breno au Tessin (Steiner et Voisard, 1940, p. 10).
Fernand Dumas s’entoure comme à son habitude de plusieurs artistes pour concevoir le vaste programme décoratif de l'édifice : Albert Gaeng, responsable de la décoration intérieure, est l'auteur des mosaïques de céramique des bas-côtés, du retable du chœur et de celui de la sainte Vierge, ainsi que des vitraux. Le sculpteur François Baud se charge du groupe sculpté de la rose au-dessus de l’entrée (en ciment, exécuté par Henri Mariotti), des quatre évangélistes de la chaire (Villars, 1937, p. 983), des fonts baptismaux (Crevoisier, 2011, p. 59), des autels, bénitiers et du chemin de croix en céramique qu’il réalise en 1944 seulement. L’orfèvre Marcel Feuillat réalise les bas-reliefs de la porte d’entrée et de la sacristie (Membrez, 1939, p. 327), le crucifix de l’autel et un grand tabernacle, ainsi que les lampes (Crevoisier, 2011, p. 59) et les chandeliers (Feuillat, 1935, 19 avril). Emilio Beretta conçoit l’encadrement extérieur en céramique de la porte d’entrée et la marqueterie du buffet d’orgue (Membrez, 1939, p. 327).

Crevoisier, C. (2011). Fontenais. Dans Société d’histoire de l’art en Suisse (dir.), Guide artistique de la Suisse (tome 4a, p. 59-60). Berne, Suisse : Société d’histoire de l’art en Suisse.

Feuillat, M. (1935, 19 avril). [Facture]. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Lauper, A. (1995, octobre). Nova et Vetera : Fernand Dumas bâtisseur d'églises. Le Groupe de Saint-Luc (Patrimoine fribourgeois), (5), 17-32.

Membrez, A. (1938). Fontenais. Dans Églises et chapelles du Jura Bernois. Précis historique et étude descriptive (p. 325-332). Olten : Otto Walter.

Secrétan, A. (1936). François Baud, sculpteur. Neuchâtel : La Baconnière.

Steiner, A. et Voisard R. (1933a, 3 mars). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 3 avril 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1933b, 3 avril). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 3 avril 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1933c, 30 avril). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 3 avril 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1933d, 5 mai). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 5 mai 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1933e, 7 mai). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 7 mai 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1933f, 6 septembre). Paroisse de Fontenais. Construction d’une nouvelle église. Protocole. Commission de bâtisse. Séance du 6 septembre 1933. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Steiner, A. et Voisard R. (1940, 9 janvier). Paroisse catholique romaine Fontenais. Comptes de la construction de la nouvelle église de Fontenais. Archives de la paroisse de Fontenais, Suisse.

Torche-Julmy, M.-T., Maggetti, M. et James, J. (2003). L’église d’Orsonnens, son décor et sa restauration. Patrimoine fribourgeois, **(15), 56-64.

Villars, L. (1937, juillet-août-septembre). L'église de Fontenais (Jura bernois). L'Artisan liturgique, (46), 981-986.