La construcción de la capilla de la Universidad Laboral de Gijón aprovecha la experiencia de la parroquia de San Agustín (unidad documental LMOYAB015b), realizada unos años antes. Moya utiliza la iglesia madrileña como modelo aunque dota a la asturiana de dimensiones mayores (ejes de la elipse de 40,80 y 25,20 m, frente a los 24,00 y 19,20 previos) para acoger al número de fieles que establecía el programa; así, entre la nave y la galería alta que la rodea, había bancos para, aproximadamente, 2.100 personas. Se altera también la relación entre los ejes de la elipse a favor del mayor, lo que no impide seguir percibiendo el espacio como único a pesar de introducir mayor tensión en el combinado de planta central y longitudinal; esto exige una mayor pericia en la resolución de los problemas estructurales y constructivos, ya que los veinte arcos de la bóveda que cubre el templo, cuentan con distinta luz y distinta deformación y muchos de sus arranques resultan muy oblicuos respecto al zuncho perimetral.
Moya explica que "lo hecho es una copia de aquellas basílicas, conservando todos sus elementos: Altar bajo baldaquino, Presbiterio, Arco triunfal, Ambones, Coro de Cantores, Nave amplia y Galerías superiores. La modificación hecha en esta disposición basilical primitiva consiste en que los muros de la Nave y sus Galerías se han curvado de modo que la forma rectangular de aquellas naves antiguas se ha transformado en una elipse", además, justifica que "la forma de la nave se deriva de la construcción y también de la necesidad de acercar su centro de gravedad hacia el altar, pues se consigue con esta forma mejor que con una nave rectangular, a no ser que ésta sea muy ancha, en cuyo caso quedan lugares de muy mala visualidad en los costados. Con esta forma, y con el manejo de superficies absorbentes y reflectoras de sonido en muros y bóvedas, se conseguirá una buena disposición, tanto para oír como para ver”, En lo que respecta a aspectos estructurales continúa "los empujes no pueden absorberse en una gran nave rectangular más que con contrafuertes de fábrica, que son costosísimos, o con tirantes visibles [...]. La única solución que aceptamos para absorber empujes con tirantes, que es lo económico, consiste en las formas circulares o elípticas, donde el tirante se convierte en un zuncho alojado en la misma curva que sirve de arranque de la bóveda, y por tanto, invisible". Es curiosa la referencia al plazo de ejecución “La construcción de la bóveda se hizo en dos meses, en el verano de 1954, con 12 oficiales de albañil como término medio, pues las vacaciones de verano hacían variar este número continuamente (Fondo Luis Moya Blanco)
Por lo que se refiere a su relación con el resto del conjunto de la Universidad Laboral, la capilla está situada en.un lugar destacado, al fondo de la plaza, entre el teatro, a la derecha, y la torre, a la izquierda Su condición de "sagrario" en el interior de esta suerte de ciudadela, ahorra la fachada que era indispensable en San Agustín. La configuración de este patio recuerda a la del espacio clásico ideal de una pintura del renacimiento, en el que su cilindro elíptico, que se hace claramente evidente al entrar tangencialmente en la plaza, adquiere una gran importancia plástica animado por un vigoroso ritmo de hornacinas.

Este templo se construye para sustituir a la Iglesia de Nuestra Señora de la Consolación destruida durante la guerra civil y se levanta parte en el solar de la antigua parroquia y parte en el de la Torre de los Garcilasos.
Moya enfoca el proyecto del siguiente modo: "El crecimiento extraordinario de Torrelavega en estos años obliga a componer una iglesia de la máxima capacidad posible dentro de los medios de que se dispone. Por tanto, se trata de conseguir una nave sin columnas de gran capacidad que pueda cubrirse a poco coste y con la dignidad que requiere este edificio. La experiencia aconseja una estructura semejante a las ya realizadas por el que suscribe en la Iglesia Parroquial de San Agustín en Madrid, en el Instituto Laboral de San José en Zamora, y en la Capilla de la Universidad Laboral de Gijón. En consecuencia, se ha trazado una elipse de 31,20 m x 22,80 m, cuya superficie es de 560 m2, intermedia entre las citadas (360 m2 la de Madrid y 800 m2 la de Gijón)" (LMOYAB_D014_C003-04_017).
El programa que desarrolla es el de nave de iglesia a la que se agregan una capilla mayor, otra para la Virgen Grande (patrona de Torrelavega), una nave lateral para confesionarios, un nártex sobre el que se dispone el coro y una sacristía; en la planta bajo rasante se ubica otra capilla y diversas dependencias parroquiales.
La iglesia se cubre con bóveda tabicada de rasilla cuyo trasdós, revestido de aislamiento y aluminio, queda visto al exterior. Su estructura principal está formada por veinte arcos de ladrillo macizo y un zuncho de hormigón armado que recoge los empujes generados.
El templo se adosa a la edificación contigua en uno de sus lados largos y cede su potente volumen en el otro, como imagen urbana, a la plaza de Baldomero Iglesias. El acceso principal se coloca en el eje mayor, dando fondo perspectivo a una estrecha calle, la calle Ave María, en el que se proyecta una fachada estandarte al modo de la de la iglesia de San Agustín, pero actualizada.
La iglesia de la Virgen Grande y San José Obrero de Torrelavega es la última obra religiosa con planta elíptica que realiza Moya que, por otra parte, utiliza en ella el resto de parámetros formales y constructivos habituales pero prescindiendo del lenguaje clásico.

En 1953, Luís Moya participa por invitación en el Concurso de la Catedral de San Salvador, que convoca el Comité Técnico para la Reconstrucción de la Santa Iglesia Catedral Metropolitana; realiza el proyecto junto con el arquitecto Joaquín Vaquero Palacios, con el que mantiene una relación de gran amistad además de profesional. La invitación da prueba del impacto que había tenido en su día el proyecto de ambos para el Concurso del Faro a la memoria de Cristóbal Colón en la República Dominicana, en el que obtuvieron el tercer premio (1929-1932) (unidad documental LMOYAB_004).
El programa incluye la catedral propiamente dicha, un palacio arzobispal y unos edificios anexos para oficinas y viviendas de canónigos. La solución propuesta, además de dar cumplimiento a los requerimientos funcionales, centra su atención en responder a las exigencias del clima y al riesgo de seísmos.
La nave del templo es elíptica (40,80 m de longitud, 33,00 m de anchura y una capacidad de alrededor de tres mil personas sentadas), forma que los autores, en la memoria del concurso, justifican como la más adecuada: “habremos de concebir el Templo de dos modos simultáneos: como «Casa o Trono del Señor» y como «Ecclesia» o asamblea de los fieles. Para la primera se hará un Presbiterio tan noble como sea posible concebirlo, donde todo se supedite a un centro, la Eucaristía. Para los fieles estará la nave, que [...] debe ser muy amplia y capaz para ver y oír bien, y donde la unidad es esencial, pues todos unidos participan los fieles del Culto, en un solo Cuerpo Místico”; el texto continua con “la unidad no debe ser rota por pilares o formas extrañas de la planta, ni que sea adecuada la forma de abanico propia para teatros o cines donde solo se va a ver y oír, pero no indicada para una Iglesia, pues esa forma aleja a la mayor parte de los asistentes del altar, debido a que las filas son más largas cuanto más alejadas están de aquél, lo que es contrario al espíritu de participación de los fieles en el Sacrificio. Lo ideal es que el centro de gravedad de la nave se acerca al Presbiterio cuanto sea posible. Por estas razones, unidas a otras puramente técnicas y económicas, se ha elegido la forma elíptica para la nave. Para dejarla reservada al Culto central, es necesario separar la circulación de fieles, los confesionarios y los Cultos de las Capillas, y para estos fines se han dispuesto unas naves laterales que sirven exclusivamente a estas necesidades que se presentan en toda Iglesia, y más en una Catedral”. (LMOYAB_D001_C001-01_003)
La catedral se corona por una bóveda apoyada en diez pares de arcos en hormigón armado que se cruzan entre sí y que se apoyan en un zuncho elíptico; éste absorbe los empujes de la bóveda y, a su vez, descansa sobre grupos de pilares. El palacio arzobispal, desarrollado en tres niveles, es una unidad independiente aunque conectada en varios puntos con la catedral y se organiza en torno a varios patios ajardinados.