La Orden de los Dominicos llega a la ciudad en 1615. Entre los años 1673 y 1675, construyen el primer templo dedicado a santo Domingo de Guzmán, que originalmente es de piedra canteada.
El siguiente templo, de estilo clásico manierista, es construido sobre el antiguo, entre los siglos XVII y XVIII, con piedra caliza originaria de Peñuelas.
El campanario, de estilo ecléctico, es agregado en la segunda mitad del siglo XIX.
La puerta es de madera de cedro y posee una sola nave de 45 m de largo por 9 m de ancho.
En el altar mayor se encuentra la imagen de Nuestra Señora del Rosario. En los altares laterales se ubican las imágenes de santo Domingo de Guzmán y san Francisco de Asís.
En la plazuela externa, se conserva la fuente de piedra que fuera el lavatorio de manos de la sacristía, siendo una de las piezas más antiguas de los templos de la ciudad.
En el año 1686 es incendiado por piratas, siendo restaurado en 1775. También es azotado por los terremotos de 1801 y 1850, sufriendo en ambos, algunos daños, pero que no afectaron su estructura. Es restaurado, nuevamente, entre los años 1906-1911 y 1961-1962, quedando con su fachada original.
Como parroquia, estuvo administrada por Carmelitas y Diocesanos. Actualmente, por una concesión otorgada por los Dominicos, está a cargo del Instituto Secular Voluntad Dei.
Es declarada Monumento Histórico Nacional el 16 de mayo de 2001.