Die Kirche entstammt den Plänen des Trierer Architekten Ulrich Craemer. Sie ist geprägt durch einen Zentralbau mit zwölffach gefaltetem Zeltdachüber sechs Holzbindern und einem freistehenden Glockenturm.
Mit dem Bezug der Fliegerkaserne im Jahr 1961 entstand auf der Eifelhöhe von Cochem ein neuer Stadtteil mit einer Wohnsiedlung für Soldatenfamilien. Diese wurden zunächst vom Militärpfarrer Johann Neumann seelsorglich betreut.
Im Hinblick auf die Fertigstellung des katholischen Gemeindezentrums wurde im Frühjahr 1966 die Pfarrvikarie gebildet. Der Kirchenvorstand schlug am 9. Mai 1966 vor, als Patron der Kirche den Schweizer Friedensheiligen Bruder Klaus von Flüe zu nehmen. Er sollte immer wieder daran erinnern, dass der Auftrag der Bundeswehr nur der Friedenserhaltung dienen soll. Am 27. September 1966 erfolgte die Weihe der neuen Kirche.
Im Jahr 2002 wurde die Pfarrvikarie personell von der Militärkirche getrennt. Ein Jahr später übernahm Pastor Werner Müller zusätzlich die Pfarrvikarie und wurde damit Pfarrer aller vier Cochemer Stadtteile.
Im Jahr 2006 wurde die Kirche innen komplett renoviert. Sie erfuhr eine völlige Neugestaltung des Altarraumes. Am 24. September 2006 wurden die Reliquien des Heiligen Klaus von Flüe in den neuen Altar eingelassen.
