Tilbage i 1912 & 1913 var der 2 idékonkurrencer. Her fik bygmesteren Peder Vilhelm Jensen Klint ideen om en kirke, til minde over Grundtvig. Byggeriet startede ved, at en grundsten blev sat på kirkens sydvestlige hjørne på Grundtvigs fødselsdag den 8. september 1921. 5 murere byggede tårnet, som stod færdigt og blev indviet i 1927. Dette blev kaldt Tårnkirken. Under færdiggørelsen af resten af kirken brugte man Tårnkirken som midlertidig kirke. Krypt og hovedskib blev påbegyndt i foråret 1928. Grundtvigs Kirken blev indviet i 1940 – 19 år efter grundlæggelsen.

Det blev P.V. Jensen Klint´s søn, arkitekt Kaare Klint, der færdiggjorde byggeriet. Dette var bla. den store prædikestol, alteret, det lille orgel på nordvæggen samt stolene, hvis model senere er blevet kendt verden over som spisebordsstole. Kaare Klint´s søn, Esben Klint, tegnede det store orgel i vest og lysekronerne, som sørger for et særligt varmt skær i murstensbygningen. Det meste i kirken er baseret på mursten, som hverdagens byggematerialer den gang. I alt blev der anvendt omkring 5 mill. af slagsen. Murstenene er mange steder skåret i en bestemt form og er håndslebne for at fremkalde et silkeblødt skær.

Tømrermester på byggeriet var Th. P. Stillinge. De lyse gule mursten i Grundtvigskirken og P.V. Jensen Klints *landsby* i Bispebjerg, præger nordvest bydelen i København. Peder Vilhelm Jensen Klint og hans hustru Mathilde Caroline Pedersdatter Klints urner er indmuret i våbenhuset overfor Vinløvskrucifikset.