Można powiedzieć, że w otrzymaniu zezwolenia na budowę kościoła pw. Ducha Świętego w Tychach pomogły strajki w Radomiu, Ursusie i Płocku, które wybuchły pod koniec czerwca 1976 r. Podjęli je robotnicy po wprowadzeniu drastycznych podwyżek przez rząd Piotra Jaroszewicza. Wystraszone władze, bojąc się, że sytuacja może powtórzyć się na Śląsku, i nie chcąc prowokować tyskiej społeczności, wydały zezwolenie na budowę kościoła w centrum miasta. Szybko jednak wycofały się z danego przyrzeczenia dotyczącego lokalizacji i dopiero po usilnych staraniach grupy osób zabiegających o budowę zgodziły się na jego wzniesienie w dzielnicy Żwaków. W 1978 r. 82-letni bp Herbert Bednorz powierzył realizację tego przedsięwzięcia ówczesnemu proboszczowi parafii w Tychach-Paprocanach, ks. Franciszkowi Resiakowi. Dyrektor Miastoprojektu przez sześć miesięcy zwlekał z akceptacją projektu nowego kościoła, który proboszcz zlecił wybitnemu architektowi Stanisławowi Niemczykowi (ten sam architekt zaprojektował też później wystrój wnętrza). Kiedy wreszcie otrzymano zgodę, zaangażowani w powstanie świątyni wybitni fachowcy – główny projektant, a także inż. Jerzy Maniura oraz Janina Osoba – wykonali zlecone prace, nie pobierając żadnego wynagrodzenia.
Budowa świątyni wyprzedzała zasiedlanie bloków mieszkalnych na osiedlu, dlatego parafianie od razu chętnie włączyli się do pracy nad jej wznoszeniem. Ekipa budowlana liczyła dziewięciu emerytów, którym pomagali wolontariusze, przychodzący do pracy na prośbę proboszcza. 25 lutego 1979 r. biskup Herbert Bednorz dokonał poświęcenia kamienia węgielnego kościoła oraz kaplicy pod wezwaniem NMP Jasnogórskiej, która aż do poświęcenia świątyni pełniła funkcję kościoła. Dziś kaplica mieści się w podziemiach po stronie zachodniej. Świątynia została poświęcona w stanie wojennym 11 września 1982 r.
Swoim kształtem przypomina namiot, czym nawiązuje zarówno do namiotów biblijnych, jak i do starych polskich kościołów drewnianych. Kiedy wybitny malarz i filozof Jerzy Nowosielski zobaczył projekt świątyni, powiedział: „Na taki kościół czekałem. Po raz pierwszy, po wojnie, spotykam się z architekturą sakralną, bo wszędzie widzę tylko budownictwo sakralne". Z tym większą radością ozdobił wnętrze polichromiami inspirowanymi sztuką bizantyjską.
Budowla wzbudziła zainteresowanie mediów. W 1983 r. została uhonorowana I nagrodą Stowarzyszenia Architektów Polskich. W 1988 r. – nagrodą bł. Brata Alberta dla architekta Stanisława Niemczyka i ks. Franciszka Resiaka za konsekwentną realizację projektu oraz nagrodą im. doc. Tadeusza Jodkiewicza, przyznaną jednorazowo przez Komisję Episkopatu Polski za udane dzieło architektury sakralnej. Kościół trafił również do podręcznika wiedzy o sztuce dla liceów oraz do publikacji poświęconych Nowosielskiemu.