Aunque no se han encontrado muchas referencias documentales al respecto, se sabe que, a mediados del siglo XVIII, se habían fundado en los barrios de indios varias capillas pequeñas, entre las que destacan las de Santa Teresa, La Piedad, Señor del Coecillo y San Antonio de Padua. Por otro lado, entre los años de 1755 y 1800, la actual calle Carrillo Puerto aparece en los planos del sitio como de San Antonio.
Atendiendo a lo antes expuesto, es posible que se haya fundado una pequeña capilla para uso de los indígenas del barrio en una fecha comprendida entre 1755 y 1800; de ser esto posible, la imagen actual del inmueble le fue conferida en una remodelación o incluso reconstrucción realizada a mediados del siglo XIX, dotándole de las características neoclásicas que es posible observar en él.
La fachada principal posee una extraña y poco común conformación, puesto que presenta un paño central plano que se destaca entre dos volúmenes cilíndricos, que resultan de prolongar las escaleras de caracol ubicadas a ambos lados del acceso. Finalmente, para completar el conjunto, se alza una torre única de planta cuadrada y remate conopial sobre el paño liso del centro. de estos elementos, solo el primer cuerpo de la fachada está ornamentado al gusto de la corriente neoclásica.
Este cuerpo está articulado por tres columnas de capitel toscano, con peraltado ábaco a cada uno de los lados del vano de medio punto del acceso; de estos apoyos, los que se ubican junto al arco son ortogonales a la fachada, mientras que los restantes dos se dispusieron de manera tangente a los cilindros extremos, lo que confiere a la portada un movimiento muy individual. Corre sobre esos apoyos un entablamento de friso sin ornamentar y cornisa denticular.
La planta del inmueble es una sola nave dividida en cuatro tramos, de los que el último está reservado al presbiterio, y un espacio más detrás de este que cumple funciones de sacristía, dividido del resto de la nave. Todos los tramos de la nave poseen bóvedas con la forma de cañón con lunetos.
El interior presenta un retablo neoclásico con baldaquino a manera de ciprés, articulado por varias columnas exentas de amplio éntasis y capitel corintio; todo el conjunto está rematado por un ventanal a sus espaldas que hace las veces de transparente. Finalmente, son dignos de mencionarse los grupos de columnas jónicas pareadas que articulan los tramos en que se dividen las naves.
