Ngày 23 tháng 10 năm 2008, UBND tỉnh Quảng Bình và Tòa Giám mục Xã Đoài cùng thống nhất và ký bản ghi nhớ với nội dung: "Khuôn viên nhà thờ Tam Tòa cũ hiện là chứng tích tội ác chiến tranh. Hai bên sẽ giữ nguyên và tôn tạo nhằm bảo vệ cũng như phục vụ cho việc nghiên cứu, giáo dục truyền thống cho thế hệ trẻ... Giáo hội có nhu cầu xây dựng cơ sở thờ tự, thì làm thủ tục xin cấp đất theo đúng quy định, trên cơ sở quỹ đất của địa phương và quy hoạch tổng thể thành phố Đồng Hới."[2]

Ngày 20 tháng 7 năm 2009, khoảng 200 giáo dân đã đưa nguyên vật liệu tổ chức xây dựng tại khu vực nhà thờ. Họ dựng lên một ngôi nhà bốn vì kèo bằng sắt, có mái tôn. Khi cơ quan chức năng thành phố Đồng Hới đến hiện trường yêu cầu dừng việc xây dựng, đã xảy ra xô xát, làm bị thương 2 cảnh sát.[2] Chiều ngày hôm sau, công an Đồng Hới đã khởi tố và bắt 7 người liên quan để điều tra tội 'gây rối trật tự công cộng'.[2] Phúc đáp công văn của chính quyền tỉnh Quảng Bình, Toà giám mục Xã Đoài (tức giáo phận Vinh) cho rằng giáo dân Tam Tòa không vi phạm pháp luật, khi dựng lán che trên nền nhà thờ Tam Tòa không phải là nhà kiên cố nên không phải báo cáo, xin phép.[2]

Ngày 17 tháng 8 năm 2009, Phó chủ tịch UBND tỉnh Quảng Bình Bùi Xuân Ngẫu ra quyết định 137/TB-UBND về "công trình tu bổ khuôn viên chứng tích chiến tranh tháp chuông Nhà thờ Tam Tòa", quyết định này được cho là biến khu vực này thành công viên giống như đã xảy ra ở Tòa tổng giám mục Hà Nội và nhà thờ Thái Hà trước đó.[6]

Ngày 21 tháng 4 năm 2016, gần 7 năm sau vụ tranh chấp trên, nhà thờ Tam Tòa mới được khởi công xây dựng trên khu đất được Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình cấp tại đường Phạm Văn Đồng, phường Nam Lý, trung tâm thành phố Đồng Hới, cách phế tích nhà thờ cũ cũng khoảng 3km.