El balneario de Cartagena se ubica entre El Tabo y San Antonio, en la costa sur de la Región de Valparaíso. El templo está ubicado en la Plaza de Armas. De planta rectangular de tres naves, separadas por columnas construidas con rieles de tren y recubiertas en forma cilíndrica, que sostienen la techumbre formada por un entramado metálico. El cielo de la nave central es abovedado de crucería. Los muros son de tabique y adobe tendido. Posee cinco puertas de acceso, tres en el frontis y dos laterales; ventanales con forma de ojiva, altares interiores y un órgano a tubos.
El templo ha sufrido diversos daños causados por los terremotos de los años 1965, 1971, 1985 y 2010, los que han sido reparados sin modificar su diseño y estructura original.
La parroquia presta servicio pastoral a las capillas: Cristo Pobre, Nuetra Señora del Carmen, Nuestra Señora de Lourdes, Cristo Peregrino y San Sebastián.