Su fundación, probablemente del siglo XVI, se debe a la orden agustina, la cual establece una ermita en el barrio de La Palma.
Funcionó como ayudantía de la Parroquia de Nuestra Señora de la Soledad y, al rehacerse esta en 1772, nos refiere el bachiller Gregorio López Cancino que: "... las parroquias de su filiación son de adobe sin sacristía...". Con la secularización de las parroquias y al aumentarse a catorce su número dentro de la ciudad, Santo Tomás ascendió al rango parroquial, rehaciéndose el templo hacia 1782 por su primer párroco, el señor Cristóbal Folgar. A mediados del siglo XX fue remodelado. El templo está precedido por un atrio limitado por un muro de arcos invertidos y una portada de tres arcos, realizada a mediados del siglo XX.
En la fachada poniente se levanta la casa parroquial de dos pisos, cuyos vanos están enmarcados en cantera, cerrados por arcos rebajados y con jambas que se prolongan hasta la cornisa; el vano central de la planta baja fue modificado. Conserva parte de la herrería forjada del siglo XVIII. Hacia el norte, la portada del templo está compuesta por dos cuerpos. El inferior da acceso a través de un arco de medio punto, enmarcado por pares de pilastras de fuste rectangular y trabajado con almohadillado. En cada intercolumnio se encuentra un nicho con una escultura. Remata el primer cuerpo un entablamento con el arquitrabe moldurado, el friso labrado con motivos vegetales y terminado por una amplia cornisa.
El segundo cuerpo se desplanta sobre un basamento. El tema central es un relieve de Jesucristo crucificado, surgiendo entre cortinajes que son sostenidos por dos ángeles. En la parte inferior, otros dos ángeles presentan símbolos de la Pasión. Este conjunto escultórico está enmarcado por molduras y, a los lados, pilastras con el fuste entablerado sostienen el entablamento, cuya cornisa da base a un frontón de perfil mixtilíneo. En el tímpano de este frontón se encuentran labradas dos hojas de palma, al parecer no originales. En los costados del relieve central se abren dos óculos octagonales. La portada está complementada con un campanario de un cuerpo, coronado por un cupulín con linternilla. Actualmente, en todas sus fachadas es aparente el tezontle de los muros. Refiriéndose, por último, al interior de la casa cural, esta se desarrolla en torno a un patio central hacia el cual se abre la sacristía; dicho patio fue muy transformado en los años treinta.
El interior del templo se desarrolla en planta de cruz latina, cuya cubierta varía del modo siguiente: para el sotocoro, el coro y el segundo entreeje presenta bóveda de tracería; en el tercer entreeje y en el ábside observamos casquete esférico decorado con pintura mural. En los brazos del crucero tiene bóveda de cañón corrido. Finalmente, en el crucero se desplanta una cúpula octagonal sobre un tambor con ventanas y rematada por una linternilla. Cabe mencionar la portada de la sacristía, realizada en cantera, limitada por dos estípites que contienen un arco mixtilíneo moldurado. Se puede leer una placa en la portada que dice: "El párroco don Margarito Virgilio López reconstruyó este templo bajo la dirección del arquitecto Eduardo de la Peña, 1980".
Se encuentra en buen estado de conservación a pesar de la zona en que se encuentra. Su uso es el adecuado.
Su ubicación correcta es dentro de la delegación Venustiano carranza.
