Über 1000 Jahre war Dorstfeld mit Huckarde eng verbunden. Beide Orte gehörten zum „Essendischen Quartier Huckarde-Dorstfeld" des Frauenstiftes Essen. Der Oberhof, dem die Unterhöfe verwaltungsmäßig zugeordnet waren, lag in Huckarde. Dort wurde der einzige Gottesdienstraum des Gebietes gebaut: eine Kapelle. St. Reinoldi in Dortmund nahm die Pfarrrechte wahr.
Als die Freie Reichsstadt Dortmund zur Reformation übertrat, spaltete sich Dorstfeld. Die große Mehrheit folgte St. Reinoldi in die Reformation. Eine Minderheit blieb mit Huckarde verbunden. Die Fürstäbtissin des Stiftes machte von ihrem Recht, die Konfession ihres Territoriums zu bestimmen, für Dorstfeld keinen Gebrauch. Die großen Höfe kehrten aber im Laufe der Zeit in die kirchliche Verbindung mit Huckarde zurück. Diese und die durch die Industrialisierung zuströmenden Arbeiter mit ihren Familien aus katholischen Regionen wurden Träger der Gemeindegründung. 1887 zählte man in Dorstfeld von Amts wegen 1.646 katholische Christen, 411 davon waren Schulkinder. Ein Kirchbauverein hatte mit dem Pfarrer von Huckarde die Pfarreigründung vorbe­reitet. 1886 mietete man den Saal der Wirtschaft Pielsticker in der Wörthstraße als Notkirche. Der Bischof schickte einen „provisorischen Hilfsseelsorger".
Am 16. Juli 1893 wurde St. Barbara eigenständige Pfarrei. Thomas Krämer war schon 1890 als Vikar nach Dorstfeld gekommen. Er wurde der erste Pfarrer. 42 Jahre - bis zu seinem plötzlichen Tod - hatte er seiner Gemeinde gedient. Der Bau der Kirche und des Pfarrhauses, der Aufbau einer Schwesternstation und die Abpfarrung von St. Karl Borromäus fallen in seine Zeit. Baumeister der Kirche, die 1895/96 errichtet wurde, war Freiherr von Fisenne. Von ihm stammt der Vorschlag, einen romanischen Bau mit Turm zu errichten. Der große Hochaltar ist ein Werk des Bildhauers Anton Hellweg aus Paderborn. Das Kirchengebäude hatte im April 1945, also kurz vor dem Ende des Zweiten Weltkrieges, Schäden durch Artilleriebeschuss erlitten - am schwersten im Turmbereich. Die Beseitigung der Schäden erfolgte 1948/49.
Bereits in der Kirchbauzeit erwarb die Gemeinde Bronzeglocken. Weil diese als „hervorragendes Geläut" gewertet wurden, hatte man sie im Ersten Weltkrieg verschont. 1942 wurden die beiden größeren Glocken jedoch beschlagnahmt und im Turm zerschlagen. 1953/54 kamen dann vom Bochumer Verein drei Gussstahlglocken. Die Gemeinde benannte sie mit den Vornamen ihrer bisherigen Pfarrer: Thomas, Bernhard und Josef.
Schon 1905 kamen von Paderborn Vinzentinerinnen nach St. Barbara. Ihre Sorge galt zunächst der ambulanten Krankenpflege sowie der Einrichtung eines Kindergartens und einer Nähschule. Die Gemeinde baute den Ordensfrauen 1912 ein Schwesternhaus. 1955 wurde ein Erweiterungsbau errichtet, der genügend Raum für ein Altenheim und auch für andere Aktivitäten der Gemeinde bot. Im Antoniushaus, wie es offiziell hieß, gab es 1959 für ältere Menschen 60 Betten und 90 Kindergartenplätze. Als die Schwestern 1979 wegen Nachwuchs­mangel zurückgezogen wurden, schloss die Gemeinde das Haus und verkaufte es mit dem Grundstück. Das Altenheim wurde aufgegeben. Bedingt durch diesen Verkauf wurde dein Pfarrheim und ein Kindergarten neu gebaut. Beide Häuser konnten 1986 ihrer Bestimmung übergeben werden. Die Sanierung des Kirchengebäudes wurde in der Zeit von Pfarrer Josef Frühauf außen und innen in kleinen Schritten begonnen. Auch eine nachkonziliare Neugestaltung des Chorraumes wurde versuchsweise vorgenommen. 1967 erhielt der verkürzte Turm eine Spitze. Pfarrer Josef Sickart sorgte dann für die endgültige Chorraumgestaltung mit Altar, Kanzel und Ambo. Sie war 1979 abgeschlossen. Anschließend wurde dann die Außensanierung mit Anlegung der Parkplätze vorgenommen. Danach folgte in den neunziger Jahren die grundlegende Innenrenovierung. Sie umfasste die technischen Anlagen, die Holzdecke des Kirchenraumes und die Sakristei, aber auch eine freundliche Ausmalung sowie die Fenster im Langhaus, gestaltet nach den Entwürfen von Hubert Spierling.
Unter Pfarrer Josef Sickart wurde die Orgel durch die Firma Stockmann, die sie 1905 gebaut hatte, umfassend restauriert und die Orgelempore baulich vorgezogen.
Im Jahre 1980 zählte die Gemeinde 2.833 Katholiken, 2005 waren es 1.721 mit abnehmender Tendenz. Mit der Errichtung des Pastoralverbundes Dorstfeld im Jahre 2002 wurden die Gemeinden St.  Barbara und St. Karl-Borromäus, also Unter- und Oberdorstfeld wieder stärker einander zugeordnet. Die Leitung beider Gemeinden erfolgt seitdem von der größeren Filialgemeinde St. Karl Borromäus in Oberdorstfeld.