Il 22 gennaio 1902, in una generale adunanza dei capi-famiglia, il parroco don Domenico Barella parlò della necessità per la parrocchia di una chiesa che rispondesse alle esigenze della popolazione. Bisognava decidersi all'ampliamento del vecchio edificio sacro oppure alla costruzione di una nuova chiesa.
Il parroco aveva già fin dal 1899 dato l'incarico di un progetto all'ingegner Borgo di Vicenza per la compilazione di un disegno di ampliamento della vecchia chiesa parrocchiale. Il Borgo aveva presentato nel 1900 un suo primo progetto che venne poi rielaborato e modificato: la vecchia chiesa si sarebbe totalmente trasformata, con la facciata rivolta verso Vicenza e il coro al posto dell'attuale facciata. Il progetto prevedeva però anche l'aggiunta di due navate laterali, costruzioni che avrebbero reso necessaria la demolizione della casa canonica, motivo per cui la soluzione venne abbandonata.
Venne quindi affidato al Borgo l'incarico di un progetto per una chiesa nuova, da costruire in una posizione vicina al vecchio edificio.
La nuova chiesa avrebbe dovuto essere eretta dove oggi si trova la gradinata e la piazza antistante la chiesa, rivolta verso Montebello. Nella Pasqua del 1904 iniziarono i lavori di escavazione, ma un grave inconveniente apparve subito: il terreno molle posto in pendio dava poca garanzia di solidità per un così grande edificio.
I lavori vennero quindi sospesi e si tornò al disegno di ampliamento della vecchia chiesa. Vennero consultati altri progettisti, ma la soluzione non veniva. Finalmente il parroco don Domenico si decise ad agire di sua iniziativa e colse un'idea nuova che gli si presentò: sterrare il monte fino ad una certa distanza dal campanile. Tale progetto si rivelava ideale per l'estetica, con la facciata della chiesa rivolta verso Vicenza, e per la statica, poichè l'edificio veniva a poggiare sulla roccia.
Venne così di nuovo consultato l'ing. Borgo che approvò l'idea e il 27 febbraio del 1906 cominciarono i lavori.
Si lavorò febbrilmente e non senza difficoltà alla costruzione della chiesa fino al 1913, quando l'arciprete don Domenico Barella, che era stato l'anima dell'impresa, morì improvvisamente. L'opera rimasta così incompiuta venne ripresa con uguale zelo dal nipote don Giovanni Barella, subentrato allo zio.
Il 20 giugno 1914 la popolazione vedeva finalmente coronate le sue fatiche e poteva assistere alla solenne benedizione dell'edificio. Zermeghedo aveva la sua nuova chiesa, in una posizione incantevole con una facciata di stile romanico-bizantino, con all'interno 4 cappelle e l'altar maggiore.
