Louis XIV fait de La Petite-Pierre une ville de garnison pour des soldats français et par là catholiques. La Petite-Pierre n’ayant qu’une église protestante, Vauban inclut une chapelle catholique dans son projet, la chapelle Saint-Louis, construite en 1683. Néanmoins, les fenêtres de style ogival semblent indiquer qu’un édifice plus ancien, aujourd’hui disparu préexistait. Elles pourraient provenir aussi de l’ancienne église de Ste Croix, ou de la nef paroissiale, toutes deux démolies vers la fin du 17ème siècle. La Chapelle Saint-Louis servit de sépulture aux anciens commandants de la place, ainsi qu’aux membres des familles des hauts fonctionnaires. Elle sera utilisée jusqu’en 1737, date à laquelle le quota de 7 familles nécessaire au maintien d’une église catholique n’est plus atteint.
Selon un décret de Louis XIV, le chœur de l’église devient catholique et l’église devient simultanée ce qui sera souvent le cas en Alsace et parfois très rapidement dès après l’introduction de la Réforme.
Une fois que la chapelle n’est plus consacrée, elle devient un cimetière catholique pour les officiers et gouverneurs militaires, puis un dépôt d’artillerie à la révolution, pour devenir un entrepôt de matériel communal, avant d’abriter le musée du Sceau Alsacien, à partir de 1977.