Ubicado en calle Estado esquina Agustinas, es el segundo templo más antiguo de la capital, después del de San Francisco. Luego de varios terremotos y posteriores restauraciones, logra un estilo arquitectónico neoclásico.

El altar mayor es obra del escultor Bernardo Godoy, construido en albañilería de ladrillo y madera policromada aproximadamente en el año 1798.

En el año 1874, el arquitecto Aquiles Dell’Aquila diseña un nuevo altar, con cimientos de piedra, columnas y muros de ladrillo, todo recubierto con mármol artificial de diferentes colores. La superficie de las mesas y las gradas son de mármol auténtico. Con esta remodelación, el altar diseñado por Bernardo Godoy queda oculto más de un siglo.

En la última restauración, realizada en el año 2004, se elimina el trabajo de Aquiles Dell’Aquila, saliendo a la luz el diseño de Godoy que se aprecia en la actualidad. El cuadro de Nuestra Señora de Gracia es pintado en 1874 por el artista italiano Helios Rodolfo Gagliardi. A la izquierda se ubica la imagen de san Agustín y a la derecha la de santa Mónica (madre de san Agustín), en madera tallada y dorada a fuego.

En este templo se encuentra el Cristo de la Agonía, una imagen de Jesús crucificado que milagrosamente, tras el terremoto del 13 de mayo 1647, permanece intacta y la corona de espinas es desplazada hacia el cuello. Popularmente, es bautizado como el «Cristo de Mayo» y es sacado en procesión por las calles de Santiago cada 13 de mayo. También se encuentran allí los altares con las imágenes de la Virgen del Carmen, Patrona de Chile, y de santa Rita, abogada de lo imposible.