Le caveau de cette chapelle abrita un temps le corps de Joseph Michel Montgolfier. C'est suite à une attaque cérébrale, sur la prescription de son médecin, que ce célèbre industriel français et illustre co-inventeur - avec son frère cadet Etienne - de la montgolfière, se rendit dans notre station thermale pour y suivre une cure, persuadé que sa santé s'améliorerait. Arrivé à destination le 23 juin 1810 très affaibli, épuisé par un long et difficile voyage, son état s'aggrava. Il fut victime quelques jours plus tard d'une récidive, attaque fatale qui l'emporta rapidement. Le corps de Joseph Montgolfier fut inhumé dans la chapelle « Notre Dame des Eaux » où il demeura avant d'être ramené à Videlon-les-Annonay, communément appelé Annonay, son village natal situé en Ardèche.
L'église, inscrite à l'inventaire supplémentaire des monuments historiques en octobre 1989 a été rachetée par la Ville en 1994. De propriété privée durant les années ayant précédé son acquisition par la Ville et transformée, au cours de cette période, tour à tour en cinéma, quincaillerie et fleuriste, elle a subi les outrages du temps. Cet édifice patrimonial - le plus ancien de Balaruc-les-Bains - a depuis lors bénéficié de plusieurs campagnes de restauration.