L'histoire de la chapelle Saint-Barthélémy est intimement liée à la présence, au XVIIe siècle à Cherbourg, d'un prêtre capucin du nom de Barthélémy Picquerey. Né à Cherbourg le 10 octobre 1609, étudiant en théologie à Caen entre 1625 et 1627, devenu prêtre en 1633, Barthélémy Picquerey s'illustra entre 1633 et 1650 par de nombreuses prédications prononcées dans les faubourgs ainsi que par des actions de charité, en un temps où la ville était fréquemment frappée par la peste. En 1650, soucieux de prendre néanmoins une retraite bien méritée, le religieux, sur les conseils du curé de la Trinité Michel Groult, décida de se retirer dans l'ancienne chapelle Sainte-Honorine, située sur les hauteurs de Cherbourg. Comme le confirme une inscription placée au-dessus de la balustrade du chœur, repérée par l'érudit Alexandre Lesdos en 1860, Picquerey entreprit une restauration complète de la chapelle, qu'il rebaptisa chapelle Saint-Sauveur, et s'établit dans un petit ermitage situé à proximité où il prêcha jusqu'à sa mort en 1685. Sa tombe placée dans la chapelle fit alors rapidement l'objet d'un véritable culte attirant le 24 août, jour de la Saint-Barthélémy, une foule de fidèles venue se recueillir. Propriété des religieux du Vœu qui y affectèrent, en raison de la célébrité du lieu, un prêtre desservant pendant tout le XVIIIe siècle, le bâtiment fut vendu en 1793 au citoyen Fortin et ne redevint lieu de prière qu'après la Révolution. Sa façade principale disparut pendant l'Occupation suite à l'édification d'un blockhaus par les Allemands.