W 1916 świątynia została zwrócona przez niemieckiego gubernatora Hansa von Beselera Kościołowi rzymskokatolickiemu. Jej oficjalne przejęcie nastąpiło w 1919, a 1 listopada 1923 erygowano nową parafię św. Wawrzyńca. Świątynię zwieńczono sygnaturką, wydłużono nawę i przebudowano wnętrze według projektu Oskara Sosnowskiego.
W czasie obrony Warszawy we wrześniu 1939 roku świątynia została uszkodzona. Podczas ataku niemieckiego 9 września 1939 na wieży kościoła znajdowało się stanowisko ckm 8 kompanii 40 Pułku Piechoty Dzieci Lwowskich. W sierpniu 1944 podczas rzezi Woli w przykościelnym ogrodzie Niemcy zamordowali kilkaset osób (mężczyzn, kobiet i dzieci), a świątynia została podpalona. Na stopniach ołtarza zginął proboszcz ks. Mieczysław Krygier.
Kościół został odbudowany po wojnie. Obecnie jest to budowla jednonawowa, na planie prostokąta, z wieloboczną absydą.
W ostatnich latach parafia św. Wawrzyńca przeniosła swoją siedzibę do nowego kościoła na ulicy Redutowej na Woli zmieniając patrona na Dobrego Pasterza. Kościół przez pewien czas nie był użytkowany. Od roku 2005 ponownie wznowił działalność i jest świątynią odrębnej parafii św. Wawrzyńca na Reducie Wolskiej, która liczy ok.