Am 28. Januar 1945 wurde in Dietlingen zum ersten Male seit der Reformation ein katholischer Gottesdienst - hl. Messe mit Predigt - gefeiert. Der evangelische Pfarrer stellte hierfür die Kinderschule zur Verfügung, drängte aber die Katholiken, sich selbst nach einem geeigneten Gottesdienstraum umzusehen. Daraufhin wurde mit Genehmigung des Erzbischöflichen Ordinariats am 26. Januar 1953 in Dietlingen, Bachstraße 8, ein Haus mit Gelände gekauft, das zur Erstellung einer Kirche und evtl. eines Pfarrhauses geeignet ist.
Der erste Spatenstich für die Dietlinger Kirche erfolgte am 30. November 1954 (am Fest des Apostels Andreas, der schon im Mittelalter Schutzpatron der Dietlinger Kirche war). Mit dem Kirchenbau geht nun ein langgehegter Wunsch der katholischen Mitbürger in den Gemeinden Dietlingen, Ellmendingen, Weiler und Dietenhausen in Erfüllung. Die Kirche soll der „Heiligen Familie von Nazareth" geweiht werden. Den meist heimatvertriebenen Gläubigen soll wenigstens eine seelische Heimat bereitet werden.
Bauherr war der Stiftungsrat St. Antonius unter Vorsitz von Stadtpfarrer Karl Faller; er beauftragte Architekt Berthold Hallbauer mit der Planung und Bauleitung. Die Kirche zeigt eine gelungene Eingliederung in das Ortsbild von Dietlingen. Der Kirchenraum bietet etwa 250 Sitzplätze.
Am Sonntag, dem 30. Oktober 1955 weihte Missionsbischof Augustin Olbert das Gotteshaus.
Die künstlerische Gestaltung des Altarraums wurde in den Jahren 1987/88 von Rolf, Ursula und Anina Gröger durchgeführt. Die Weihe des neuen Altars nahm am 1. Januar 1988 Weihbischof Wolfgang Kirchgässner vor. Ein Gemeindezentrum nach Plänen von Architekt Erich Bolz wurde im Jahr 2001 errichtet; im Jahr 2003 wurde der Kirchplatz angelegt.