Nejblíže Vinohradům stál již ve 14. století (roku 1352) kostelík sv. Máří Magdaleny, později sv. Mikuláše s plebánií, tedy s malou duchovní správou. Po bělohorské bitvě pečovali o duchovní potřeby zdejších vinařů jezuité od sv. Klimenta a od Božího Těla na dnešním Karlově náměstí. V 18. století byla pro vinaře postavena dochovaná kaple sv. Rodiny u dnešních Nuselských schodů, která v současnosti patří Starokatolické církvi. Je to nejstarší dochovaná stavba na území Vinohrad.
V roce 1864 byla ve Vršovicích zřízena samostatná fara, a tak vinohradští obyvatelé docházeli na bohoslužby sem. Lidí na Vinohradech přibývalo a bylo nutné zde zřídit samostatnou duchovní správu.
Dne 26. 9. 1879 byly Královské Vinohrady povýšeny na samostatné město (k Praze byly připojeny až 1. 1. 1922). Hned po osamostatnění Královských Vinohrad se radní snažili z obce, skládající se z malých usedlostí Pštroska a Kanálka, vytvořit moderní české město. Duchovní správa na Královských Vinohradech byla zřízena výnosem ze dne 31. 10. 1884. Bohoslužby se konaly ve školní kapli v Komenského, dnešní Belgické ulici. V roce 1885 si Vinohrady zřídily za městem svůj vlastní hřbitov. Vinohradští usilovali na svém hlavním náměstí – Purkyňově, dnešním náměstí Míru – vybudovat prostorný kostel, který by vyhověl jejich duchovním potřebám a který by zároveň důstojně reprezentoval vinohradské obce. Dne 8. 11. 1888 byl schválen projekt farního kostela sv. Ludmily od architekta Josefa Mockera, dostavitele svatovítské katedrály. Na místě stavby kostela byly ještě v r. 1884 lány žita, pak cirkus a zvěřinec.
Slavnost položení základního kamene byla 25. 11. 1888. Stavba pokračovala velmi rychle. Roku 1892 navštívil Královské Vinohrady a stavbu chrámu sám císař František Josef I., což zachycují dobové fotografie. Na chrám proto přispěla též kabinetní kancelář z Vídně.
Posvěcení kostela sv. Ludmily proběhlo 8. 10. 1893. Slavnost byla velkolepá, jak nám ji popisuje zdejší prvofarář Msgre. Ferdinand Lehner, významný historik umění. Hlavním světitelem byl pražský arcibiskup František de Paula kardinál Schönborn se dvěma biskupy. V roce 1929 u příležitosti svatováclavského milénia tehdejší pražský arcibiskup Dr. František Kordač povýšil faru u sv. Ludmily na arciděkanství a tím se chrám stal arciděkanským.
Významná data
- 01.11.1884 – založení farnosti sv. Ludmily
- 25.11.1888 – posvěcení základního kamene
- 1892 – dokončení stavby (neogotický sloh – stavitel J. Mocker)
- 08.10.1893 – posvěcení chrámu
- jaro 1974 – uzavření chrámu (kvůli stavbě metra)
- 1980 – je opravena střecha a začíná oprava interiéru, plánovaná do roku 2000
- 20.12.1984 – předání obnovené jižní lodi
- 24.12.1984 – mší sv. (na poděkování za znovuotevření chrámu) je provizorně otevřena jižní loď
- 16.09.1992 – otevření celého kostela a posvěcení nového oltáře čelem k lidu
- 03.09.1993 – na věži zní opět zvony