Лишь спустя триста лет после этого злодеяния, после освобождения Сербии, в 1895 г. в Белграде создается «Общество строительства храма Святого Саввы». Его целью стало осуществление давнего желания всего сербства (сербского народа) — воздвигнуть большой православный храм-памятник на месте, где были сожжены святые мощи угодника Божьего. Общество было основано видными деятелями культуры во главе с митрополитом Михаилом. Тогда же воздвигается временная часовня Святого Саввы. В 1905 г. объявляется конкурс на выполнение проекта, по условиям которого новый храм должен быть возведен в сербско-византийском архитектурном стиле. В конкурсе участвовало пять проектов, которые были направлены в Санкт-Петербург для оценки специальной комиссией, сформированной Императорской художественной академией. Но комиссия, изучив проекты, констатировала, что ни один из представленных проектов не соответствует значимости храма и не может быть осуществлен. Во время Первой мировой войны все работы были приостановлены, и лишь в 1919 г. Общество вновь возобновляет свою деятельность. В 1926 г. объявляется новый конкурс, с заданными параметрами собора в 3 тыс. кв. м и рассчитанного на 6 тыс. прихожан. В 1930 г. Комитет по строительству храма принимает проект профессора архитектуры Богдана Несторовича и архитектора Александра Дерока, бывшего знатоком средневекового искусства. Авторы использовали византийский стиль эпохи правления императора Юстиниана Первого, а образцом для проекта послужил собор Святой Софии в Константинополе. Планировка храма Святого Саввы несколько отличается от константинопольской Софии — элементом сербского стиля явилось добавление четырех звонниц вокруг главного купола собора.
Возведение храма начинается в 1935 г. В день сожжения мощей святого Саввы (10 мая) патриарх Гавриил издаст грамоту, гласившую: «Во имя Отца и Сына и Святого Духа, в правление благодатного господара Петра Второго Караджорджевича и Его Царского Наместничества, по благословению и священнодействием Его Святейшества патриарха сербского Гавриила с многочисленным народом, 10 мая лета Господня 1939 освящен сей камень в основание соборного храма во славу и память Святого Саввы… на пожертвования благочестивого нашего народа под ревностным руководством Общества строительства храма Святого Саввы на Врачаре воздвигается сей величественный храм, в городе Белграде на Врачаре, на месте сожжения честных мощей Святителя, как видимый и вечный памятник глубокой благодарности всего нашего народа своему первому Архиепископу, Учителю, Просветителю и Духовному Родителю сербскому, великому Угоднику Божию, Равноапостольному Святителю Славян Святому Савве… на благо нашей святой Православной Церкви, успех и процветание нашего благородного Царского Дома и всего нашего народа. Аминь».
Вторая мировая война прервала строительные работы, До германской оккупации успели возвести фундамент храма и довести стены до высоты 7— 11 м. На территории недостроенного храма позднее разместится немецкий автопарк, а после освобождения Сербии, с 1944 г., — советский. Через несколько лет площади храма будут использоваться под складские помещения. В 1945 г. новая коммунистическая власть полностью прекратит деятельность Общества строительства храма.
Идею о продолжении строительства храма неоднократно поднимает патриарх Герман, возглавивший Сербскую православную церковь в 1958 г. За многие десятилетия обращения в различные инстанции он получил более 80 отказов, но его мудрость и упорство принесли плоды. В 1984 г. возобновляются строительные работы, которые скоро вновь прекращаются из-за недостатка средств. Но многочисленные пожертвования граждан и средства государственных институтов позволили продолжить работы. Лишь через пять лет будет завершено возведение купола, поднявшегося на высоту 70 м. Его высота и диаметр (35 м) превзойдут софийский образец (диаметр 31 м, высота — 55 м), имея размеры 91 х 61 м и составляя площадь 7570 кв.м. Лишь храм Христа Спасителя в Москве его незначительно превзойдет. На куполе был установлен позолоченный крест весом в 4 т и высотой 12 м. Удивительной технической операцией была установка на соборе массивного купола, весившего четыре тысячи тонн. Изготовленный внизу, внутри храма, он поднимался гидравлическими домкратами на высоту 40 м в течение 28 дней. С началом войны, в 1990 г., строительство было приостановлено. Все поступающие средства для строительства передавались на лекарства и продукты пострадавшим от военных действий. Строительство возобновилось лишь спустя десять лет, в 2000 г.
Официальное открытие храма состоялось в 2004 г., хотя отделочные работы еще не были завершены и продолжаются до настоящего времени.