Die erste Kapelle im heute südlichsten Stadtquartier von Zürich wurde 948 dem heiligem Aegidius (S. Gilg) geweiht, damals als Filiale von St. Peter. Um 1400 war die Kapelle im Besitz des Zisterzienserinnenklosters Selnau. Bei der Reformation ging sie 1524 in Privatbesitz über und wurde schliesslich abgebrochen. Auf Grund der bis 1865 erhaltenen Gemäuer hiess das dortige Bauernhaus "zu Sankt Gilgen".

1901 wurde in Wollishofen für die römisch-katholischen Gläubigen von Wollishofen und Leimbach eine Notkirche gemietet. Nach dem Bau von St. Franziskus (1927 - 1928) kaufte der Kirchenbauverein Wollishofen 1932 in Leimbach Land für den Bau einer Kirche. 1950 wurde eine kleine Maria-Hilf-Kirche gebaut, Leimbach wurde zum Pfarrvikariat. 1951 wurde die Hälfte des Baugrundes, der für diese Kirche nicht gebraucht worden war, zwecks Schuldentilgung verkauft.

Schon 1958 wurde die römisch-katholische Pfarrkirchenstiftung Maria-Hilf errichtet. 1966 begannen die Abklärungen für einen Neubau der Kirche. Nach Abbruch der alten Kirche wurde der heutige Bau von 1972 bis 1974 nach Plänen des Architekten Walter Moser errichtet. 1974 wurde Maria-Hilf eine eigene Pfarrei und Kirchgemeinde.

Die Kirche erhielt 1976 vom Stadtrat von Zürich die Auszeichnung für gute Bauten, seit 2013 steht sie im Inventar für schützenswerte Bauten der Stadt Zürich.