Im 15. Jahrhundert wurde die Felsenkirche in einer Höhlung des fast senkrecht niederfallenden Schlossfelsens, etwa 60 m unterhalb des Alten Schlosses erbaut. Seitdem war sie stets den Gefahren von Steinschlägen und Felsstürzen aus den steil aufragenden Felswänden ausgesetzt. Dies hat einerseits mit dem besonderen Standort der Kirche und andererseits mit den geologischen Gegebenheiten am Schlossfelsen zu tun.
Der Schlossfelsen besteht aus Ergussgesteinen, die im ausgehenden Erdaltertum entstanden, als es zurzeit des Rotliegenden zu einer bedeutenden vulkanischen Tätigkeit kam. Beim Erkalten des Magmas bildeten sich Blasenräume, die entweder als Hohlräume verblieben oder mit Mineralien wie Achate, Amethyste, Rauchquarze, Calcit u.a. ausgefüllt wurden. Es sind somit in dem Ergussgestein unterschiedliche Gesteinsfestigkeiten vorhanden.
Entscheidenden Einfluss auf die Steinschlaggefahr haben aber auch die Klüfte. Am Schlossfelsen kann man zwei Kluftsysteme deutlich unterscheiden. Das eine Kluftsystem wird durch die Abkühlungsflächen bzw. Grenzflächen zwischen den einzelnen Lavaströmen und Lavadecken gebildet. Das andere Kluftsystem ist durch tektonische, d.h. gebirgsbildende Kräfte entstanden, es durchschlägt das erste Kluftsystem und prägt im Wesentlichen die Gestalt des Schlossfelsens.
Die Ergussgesteine mit ihren unterschiedlichen Festigkeiten, die verschiedene Richtung und Ausbildung der beiden Kluftsysteme, die Witterungseinflüsse, der Kluftwasser- und Strömungsdruck und die Schwerkraft sind Hauptursache der Steinschläge und Felsstürze am Schlossfelsen in Oberstein.
Seit Bestehen der Felsenkirche spielen Steinschläge und Felsstürze eine wichtige Rolle. Die Kirche wurde mehrfach durch Steinschlag beschädigt und im Jahr 1742 so schwer getroffen, dass man es kaum der Mühe wert hielt, sie wieder herzustellen.
Vergebens wandte sich im Jahre 1858 der evangelische Kirchenvorstand zu Oberstein an die Großherzoglich Oldenburgische Regierung mit der Bitte, ,,die der Kirche Gefahr drohenden Steine“ von Staats wegen beseitigen zu lassen.
Einige Jahre später, 1863, schrieb der Pfarrer in einem Spendenaufruf vom 22. Februar u.a.:
,,Es geschieht fast jährlich, dass sich von dem Kirchfelsen größere oder kleinere Stücke ablösen und auf die Kirche oder den dahin führenden Weg herabfallen. Der so verursachte Schaden hat innerhalb der letzten sieben Jahre eine Ausgabe von 600 bis 700 Thalern veranlaßt.“
Diese vor über hundert Jahren geschilderte Situation war in den letzten Jahren noch akuter als damals. Im Laufe der Jahrzehnte ist die Verwitterung der Felswand zunehmend fortgeschritten, und die Zahl der Besucher der Felsenkirche nahm ständig zu, sodass eine immer größer werdende Gefahr aus Steinschlägen und Felsstürzen gegeben war.
Aufgrund dieser akuten Gefahrensituation haben die Eigentümer der Felsflächen, von denen die Gefahr ausgeht – nämlich die evangelische Trinitatisgemeinde Nahe Oberstein, die Stadt Idar-Oberstein und das Land Rheinland-Pfalz – im Jahre 1977 vereinbart, Felssicherungsmaßnahmen durchzuführen und die Kosten anteilig zu übernehmen.
Im Januar 1978 erhielt das Staatsbauamt Idar-Oberstein von der Oberfinanzdirektion Koblenz 1 Landesvermögens- und -bauabteilung Mainz den Auftrag, die Felssicherungsmaßnahmen zu planen und auszuführen.
Nach Vermessung des Schlossfelsens, mehreren Ortsbegehungen und Durchsteigen der Felswand, Fallversuchen und -berechnungen konnte ein geologisches Gutachten erstellt werden, das zur Sicherung der Bereiche rechts und links neben der Kirche, d. h. Sicherung der Zuwegung und Unterlieger, den Aufbau schwerer Fangzäune empfahl. Die Fangzäune wurden 1978/79 erstellt. Sie bestehen aus bis zu 6 m hohen Stahlträgern, im Abstand von 3 m versetzt, mit einem Einzelgewicht bis zu 700 kg, sowie waagerecht laufenden Stahlseilen 20 mm Durchmesser und einer Bespannung aus Steinschlagschutzmatten.
Die nächste Sicherungsmaßnahme sollte das Kirchenbauwerk selbst und den Kirchenvorplatz schützen. Ein absoluter Schutz der Besucher im Bereich vor der Kirche wäre nur gewährleistet worden durch den Bau eines 6 m auskragenden Fangzaunes in der fast senkrechten Felswand oberhalb der Kirche oder durch Zubetonieren der gesamten Felsfläche von der Kirche bis zum Alten Schloss. Diese Lösungen waren jedoch nicht akzeptabel und teilweise auch nicht durchführbar. Die Steinschlaggefahr vor der Kirche wurde daher im wahrsten Sinne des Wortes umgangen und ein Tunnel als neuer Zugang zur Kirche vorgesehen. Die Felswand oberhalb der Kirche wurde nur so weit gesichert, dass keine Gefahr mehr für die Kirche und die Anlieger am Fuße des Schlossfelsens bestand.
Im Januar 1980 konnte bereits mit dem Aufbau des Arbeitsgerüstes, von dem aus die Felssicherungsarbeiten erfolgen sollten, begonnen werden. Mit einer endgültigen Höhe von rd. 70 m war es wohl in Europa das bisher höchste Gerüst, das an einer Felswand entstand. Im Zuge des Aufrüstens hat sich die tiefreichende Auflockerung und Verwitterung des Gebirges in einem Ausmaß bestätigt, wie es auch die Fachleute vorher nicht vermuteten. Die Sicherungsarbeiten umfassten im Wesentlichen das Verankern absturzgefährdeter Felsbrocken im rückwärtigen Gebirge mit insgesamt 84 Ankern, 2,50 m bis 6,00 m lang, und zulässigen Zugkräften bis zu 18 Tonnen. Die kurzen Anker wurden im Gebirge verklebt und die langen Anker wurden mit Zementmörtel verpresst. Tonnenschwere Felsbrocken, die in 50 m und 60 m Höhe so locker in der Wand hingen, dass sie bereits bei der Verankerung abzustürzen drohten, mussten unter einem Schutznetz an der Felswand von Hand zerkleinert und über das Gerüst abgefördert werden. Stark aufgelockerte, verwitterte Felsbereiche wurden mit Baustahlgewebe überzogen und mit dunkel eingefärbtem Spritzbeton gesichert, der später noch mit Lehmbrühe angestrichen wurde. Klüfte wurden mit Betonplomben ausgefüllt und überragende Felsbereiche zur Verstärkung der Tragwirkung gewölbeförmig unterspritzt.
Nachdem die Sicherung der Felswand über der Kirche abgeschlossen und somit das Risiko eines Felssturzes weitestgehend ausgeschaltet war, konnte im Sommer 1980 mit dem Sprengen des Fußgängertunnels begonnen werden. Das Tunnelprofil hat eine Breite von 2,20 m und eine Höhe von 2,50 m in dem First. Die etwa 38 m lange Tunnelstrecke zeigt zwei Bögen auf und einen Höhenunterschied von 9,50 m. Wegen der nahe gelegenen Wohnhäuser und des direkt betroffenen Kirchenbauwerks erfolgte der Vortrieb mit gebirgsschonenden Sprengverfahren, wobei die Sprengerschütterungen laufend gemessen und in festgelegten Grenzen gehalten wurden. Mitte November 1980 wurde der Tunneldurchschlag in die Kirche vollzogen, nachdem vorher das Tunnelprofil vom Kircheninnern her auf 1 m Tiefe von Hand ausgebrochen wurde.
Die Gesamtmaßnahme “Felssicherungsarbeiten im Bereich der Felsenkirche Idar-Oberstein“ konnte zu Ostern 1981 nach fast 3-jähriger, unfallfreier Bauzeit mit einem Kostenaufwand von 3,0 Mio. DM abgeschlossen werden.