教士的勤力传教，加上当地民众对天主教会保持开放态度，最终使万金成为台湾少数以天主教徒为主的聚落。随着信徒的增加，良方济神父在1869年10月购入今日的堂区用地，开始兴建新堂。该教堂仿西班牙堡垒式建筑构造，在费时一年后终于在1870年12月8日进行落成祝圣典礼，由于当日适逢为天主教会的圣母无染原罪瞻礼，是故新堂以「无玷圣母」为主保。1874年，当时衔命来台的钦差大臣沈葆桢奏请朝廷支持传教，同治帝遂颁“奉旨”以及“天主堂”勒石，分别镶嵌在教堂山形墙和门楣上。1984年，教宗若望·保禄二世将万金天主堂列为