Im  19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts gehörten die wenigen Katholiken von Neckargartach zum Bezirk der katholischen Stadtpfarrei St. Peter und Paul in Heilbronn. 1900 zählte man 92, 1933 waren es 209 und 1949 dann 600 Katholiken in Neckargartach. Die Zahl war durch die Evakuierung Heilbronns nach dem Luftangriff vom 4. Dezember 1944 und dem Zuzug vieler Heimatvertriebenen aus dem Osten stark angewachsen. Ab 3. November 1946 führte Stadtpfarrer Albert Laub von St. Peter und Paul in Neckargartach einen regelmäßigen Sonntagsgottesdienst ein. Dieser wurde zunächst von Patres der Benediktinerabtei Grüssau in Bad Wimpfen , dann von einem Priester aus Heilbronn betreut und fand im evangelischen Gemeindehaus in der Biberacherstraße statt.

Der Bau einer eigenen katholischen Kirche wurde zu einem wichtigen Anliegen. 1956 kaufte man ein Grundstück in der Ortsmitte, das sich jedoch als unbefriedigend erwies. Der endgültige Bauplatz auf der Höhe, schön gelegen zwischen Römer- und Liebermannstraße, konnte durch einen entgegenkommenden Tausch mit der Stadt Heilbronn am 10. Juni 1958 erworben werden. Im Auftrag des Kirchenstiftungsrates von St. Peter und Paul plante Architekt Hans-Georg Reuter, Stuttgart, bereits seit August 1956 die neue Kirche. Der Baumeister zählt zu den Hauptvertretern des katholischen Kirchenbaus der Nachkriegsjahre in den ländlichen Regionen Württembergs. Stadtpfarrer Josef Baumgärtner vollzog am Sonntag, den 5. Juli 1958, im Beisein der Gemeindemitglieder den ersten Spatenstich und erbat Gottes Segen.

In nur sechzehn Monaten wurden die Kirche und der etwas abseits stehende, 28 Meter hohe Turm erbaut. Zwei der konzipieren vier Glocken wurden am 27. September 1959 von dem in Erlenbach bei Heilbronn geborenen Missionsbischof Exzellenz Berthold Bühl geweiht. Die Kirchenweihe von St. Michael am 10. und 11. Oktober 1959 durch HH. Weihbischof Wilhelm Sedlmeier, Rottenburg, war ein Freudenfest für die Katholiken in Neckargartach.