En 1839, la population croissant, il est décidé d'agrandir la petite église, et ce malgré le précédent agrandissement de 1834.
En conséquence, l'architecte Paul-Eugène Lequeux (qui construira l'hôtel de ville de l'arrondissement) décide d'y adjoindre, latéralement, deux chapelles. Le , l’archevêque, Denys Affre, bénit la statue de la Vierge et consacre les deux autels dédiés à la Vierge Marie et à saint Vincent de Paul.
La légende raconte qu'un ouvrier aurait trouvé, lors des travaux de fondation, une statuette de la Vierge. Mais il est plus sûr de s'en tenir à la volonté de la duchesse d'Angoulême qui avait souhaité que la dédicace de la nouvelle église soit faite à sa sainte patronne, Marie de Nazareth.
L'église a la forme d'un temple grec. Son fronton triangulaire est soutenu par quatre colonnes. C'est une des rares églises qui ne possède pas de clocher. Elle possède cependant une cloche - Etiennette - dans un petit campanile construit en 1857 à la suite d'un projet de construction de deux clochers qui ne verront pas le jour[4].
Son de cloche de l'église Sainte Marie des Batignolles
: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.
« L'église Sainte-Marie des Batignolles », dans sous la direction d'Alain Lemoine et Rodolphe Trouilleux, Des Ternes aux Batignolles, Paris, Délégation à l'Action Artistique de la Ville de Paris, (ISBN2-905118-04-0), p. 61-62
Benoît Michon et Pascale Nourisson, L'église Sainte-Marie des Batignolles, Histoire et patrimoine de Paris 17e, (ISBN978-2-9587668-0-1)
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