A templom hivatalos neve Szent Kereszt Plébániatemplom. Tatán azonban inkább Nagytemplomként, Kéttornyú templomként emlegetik a Kossuth-tér legnagyobb művészi értékét és a város egyik jelképét.
Esterházy József, a tatai uradalom alapítója számára igen fontos volt a templom felépítése. Kezdetben a tervek elkészítésére egy neves alsó-ausztriai építészt, Franz Anton Pilgramot bíztak meg. Ugyanakkor Fellner Jakab is megbízást kapott erre a feladatra, s végül az ő tervei alapján készült el a templom. A munka lassan halad, 1777-ben jutottak odáig, hogy befejezték a két torony építését és Szent Kereszt feltalálásának ünnepén tűzték fel az első toronykeresztet. Ezt követően érkezett meg és került a helyére a Pozsonyban öntött 68 mázsás Szentháromság harang is. A következő évben helyezték fel a toronyórát. Fellner Jakab nem élhette meg a templom befejezését. Egyszerű, szinte jeltelen sírja a templom kriptájában van gróf Esterházy Ferenc sírjával együtt.
A templom renoválása 2019 júniusában kezdődött és 2020 szeptemberében fejeződött be. Újra eredeti pompájában magasodik a Kossuth-térre.