Elle a été construite en 1926 à l'initiative d'une mission norvégienne pour permettre la pratique du culte luthérien aux marins en escale dans le port tout proche.
C'est en 1937 qu'elle reçut officiellement la dédicace à saint Olaf,roi de Norvège, baptisé en 1014 dans la cathédrale de Rouen. Il est le saint patron de la Norvège.
L'église a été dessiné par l'architecte norvégien Persson sur un plan classique. Son chevet est dirigé vers le nord.
la façade comporte une porte cintrée surmontée d'une baie et d'un fronton triangulaire.
En arrière de la façade, un petit clocheton surmonte le toit.
Elle est maintenant gérée par l'Association rouennaise des Amis des Marins.