El 24 de diciembre de 1945, Takashi Nagai y sus amigos encontraron entre los escombros la más pequeña de las dos campanas, que era la única que permanecía intacta. La izaron en una estructura improvisada y la hicieron sonar en la noche de ese mismo año, para anunciar la Nochebuena. De este episodio extrajo Nagai el título de su primer libro: Las campanas de Nagasaki.

La iglesia fue una de las primeras obras que Takashi Nagai y el pueblo de Urakami se dedicaron a reconstruir. En la década de 1960 se convertiría en la catedral de la diócesis de Nagasaki.

En la catedral aún se conserva una cabeza de la llamada Virgen Bombardeada , que tiene una conmovedora historia detrás. La estatua de madera de María Inmaculada, de dos metros de altura, fabricada en Italia o quizá en España, fue donada a la comunidad cristiana de Nagasaki por el embajador español D. Ulibarri en 1929. Estaba colocada en un altar de la gran iglesia y, junto con todo el edificio, fue alcanzada por la explosión del 9 de agosto de 1945. En octubre de ese mismo año, el padre Kaemon Noguchi, soldado japonés y sacerdote católico de Urakami, rezó en las ruinas de la iglesia con la esperanza de encontrar una reliquia tangible y halló la cabeza de la estatua, la única parte que, aunque desfigurada, había permanecido intacta. Se la llevó consigo a su monasterio trapense de Hakodate, en Hokkaido (norte de Japón), donde la conservó durante 30 años. En 1975, el padre Kaemon Noguchi regresó a Nagasaki para devolver la Madonnina y se la entregó a su primo, el profesor Yakichi Kataoka, amigo íntimo y biógrafo de Takashi Nagai, quien la conservó en la Universidad Junshin Daigaku Tanki durante 15 años, ya que no había un lugar más adecuado para guardarla. En 1990, Takeshi Kawazoe, párroco de la iglesia de Urakami, actual catedral de Nagasaki, expresó su deseo de conocer la historia del hallazgo, por lo que el padre Noguchi escribió una carta a la iglesia contando la historia. El profesor Kataoka, al enterarse, devolvió la reliquia a la iglesia, que la guardó en la casa del presbiterio de la catedral. En 2005, con motivo del 60 aniversario del bombardeo A, la parroquia transformó el crucero sur en una capilla especialmente creada para albergar la cabeza de la estatua de la Virgen Bombardeada. Fue en esta capilla donde el Papa Francisco celebró la Eucaristía el 24 de noviembre de 2019 durante su viaje apostólico a Japón, y es donde se la sigue venerando hoy en día. La Virgen Bombardeada es llevada periódicamente en procesión por todo el mundo como símbolo de Paz.