Tlalpan significa en idioma mexica "sobre la tierra"; en el periodo virreinal se le conoció con el nombre de San Agustín de las Cuevas, llamado así debido a las múltiples cavernas de los alrededores, formadas por la erupción del Xitle.
La antigüedad de la ciudad de Tlalpan se revela en las cédulas reales expedidas poco después de la conquista. Inicialmente, San Agustín de las Cuevas y su partido dependían de Coyoacán en lo relativo al gobierno, pago de tributos, impartición de justicia, prestación de servicios y atención religiosa. En el siglo XVI, a medida que fue avanzando el virreinato, el número de cabeceras políticas fue aumentando, por lo que a San Agustín de las Cuevas se le confirmó el grado de cabecera de gobierno, dándole independencia para tener gobernador auxiliado por diez alcaldes, uno por cada barrio, adquiriendo así la obligación de recoger de manos de los alcaldes los tributos de los barrios y entregarlos al corregidor de Coyoacán. Por este servicio, los gobernadores estaban exentos de pagar tributo.
En 1532 se elaboró un mapa, presumiblemente para señalar los linderos correspondientes a la jurisdicción de San Agustín de las Cuevas, dentro de la cual, además de la cabecera, se incluían los barrios de la Asunción, San Pedro Mártir, San Andrés, La Magdalena, Ajusco, Ojo de Agua del Niño Jesús, San Marcos, Santa Úrsula, Resurrección, Calvario, La Trinidad, San Pedro y San Lorenzo. Al parecer, la jurisdicción no varió mucho durante los dos siglos siguientes. En 1786 se implantó en la Nueva España el sistema de intendencias, quedando Tlalpan en la de México.
San Agustín de las Cuevas fue cabecera de doctrina en el siglo XVIII. En cada uno de sus barrios sujetos existía una vicaría atendida solo periódicamente; esta situación perduró hasta el fin del virreinato.
La iglesia de San Agustín se fundó el 20 de febrero de 1637, con autorización del papa Urbano VIII. Fue construida en el lugar que ocupaba el hospicio de los religiosos dominicos. No se tiene conocimiento de si el templo se edificó inmediatamente después de emitida el acta de fundación o si el templo y el convento se construyeron hasta 1647, pero al parecer ya existía en San Agustín una iglesia o, por lo menos, una capilla construida antes de 1532.
El conjunto de San Agustín de las Cuevas se compone del templo con sus capillas anexas en el lado sur, el claustro y, al poniente, un gran atrio que le antecede. La fachada del templo presenta, al centro de la composición, una portada de tres cuerpos que disminuyen su proporción en forma ascendente; el paramento de la fachada se extiende por encima de la portada, creando así un remate curvilíneo y, a los costados, en correspondencia a las naves laterales, se localizan ventanas en primer nivel con vanos abocinados y capialzado con arco escarzano; en segundo nivel, vanos rectangulares enmarcados. En el lado norte de la fachada se localiza la única torre, compuesta de basamento y dos cuerpos, el segundo cubierto con un cupulín con su linternilla.
El templo presenta planta de tres naves, dividida en cinco tramos por robustos pilares ornamentados con medias muestras de cada lado. En el primer tramo se localiza el coro y sotocoro; en este mismo tramo y anexo al costado norte, el antiguo bautisterio. En el segundo tramo, y enseguida del bautisterio, la capilla del Sagrado Corazón, mejor conocida como la capilla de los Santos. En ella se encuentra un retablo de madera dorada, colocado en la primera mitad del siglo XX en el altar mayor. En el sexto tramo se localiza el presbiterio, desprovisto de todo adorno. La sobriedad actual es consecuencia de un incendio que destruyó, el 25 de mayo de 1898, el altar del templo y el retablo principal. Al lado sur del altar se encuentra la capilla de la Virgen del Rosario, en la cual se encuentra un retablo de tipo plateresco. Esta capilla estaba al cuidado de la Cofradía del Rosario, fundada el 12 de abril de 1615 por el padre vicario fray Luis de Castilla.
Al norte del presbiterio se ubica la capilla del Santísimo, de menor tamaño, actualmente dedicada a la Virgen de los Dolores.
Una capilla más, en el costado norte de la parroquia, es la del Sagrado Corazón, mejor conocida como la capilla de los Santos.
En 1827, el gobernador don Lorenzo de Zavala gestionó la adquisición e instalación en la parte alta de la fachada de un reloj traído de España para ser colocado en la Catedral de México. Sus campanadas regularon la vida tlalpense durante el siglo XIX y principios del XX, hasta que fue desmantelado en el año de 1932.
La sacristía, con su viguería del techo y el mobiliario, se encuentran adecuadamente preservados.
El claustro es de dos niveles, con arcadas de piedra volcánica y ladrillo. En el atrio, que se utilizaba como campo santo de la localidad, se encuentra una pila bautismal del siglo XVI.
Al sur del jardín existen dos salones que albergaron al "Colegio" desde la época de Tlalpan como capital del Estado de México hasta la guerra cristera. La parroquia perdió su huerta en la segunda mitad del siglo XIX debido a las medidas de desamortización de los bienes eclesiásticos.
El 25 de febrero de 1892, el obispo Joaquín Arcadio Pagaza dio su venia a las autoridades civiles para que la esquina noroeste del atrio fuera cercada a fin de ampliar la calle Hidalgo, obras que ocasionaron la pérdida de la barda atrial almenada, de la que solo quedan dibujos de mediados del siglo XIX. El gobierno construyó, en reposición, la celosía aún existente.
