Gamlebyen menighet ble skilt ut fra Aker i 1880 og da kalt Oslo menighet. De store utbyggingen på denne tiden førte til at Vålerengen menighet ble skilt ut rundt 1900. I forbindelse med at byen byttet navn til Oslo, fikk menigheten navnet Gamlebyen menighet i 1925. Medlemstallet i 2005 var 2 670, men har vært i sterk økning siden, og er nå (2012) ca. 3500. Gamlebyen ble på 1980-tallet nedlagt som eget prestegjeld og lagt inn som eget sogn med felles betjening under Vålerengen prestegjeld. Fra 2006 fikk Gamlebyen igjen egen sokneprest, men har inntil 2011 fortsatt hatt de fleste stabsfunksjoner felles med Vålerengen menighet. Fra 2011 er menigheten administrativt integrert i Grønland menighet og har sokneprest i bare 50 % stilling. Dagens sokneprest er Morthen Sørlie som også tjenestegjør i Grønland menighet, kantor er Olav Rune Ekeland Bastrup. Kirkens orgel er fra 1920 og er bygget av firmaet Olsen & Jørgensen. Ved innvielseskonserten i 1920 spilte den berømte organisten Karl Straube fra Leipzig. Orglet har 24 stemmer, er pneumatisk og ett av de få gjenværende helromantiske orgler i Norge i denne størrelsesorden. Orglet gjennomgikk en større rehabilitering i 1996. Gamlebyen kirke er en av svært få privateide kirker i Norge som fortsatt er i drift som soknekirke.