Pertenece al antiguo Convento de Santo Domingo, fundado en la primera mitad del siglo XVI por el quinto duque de Medina-Sidonia Don Alonso y su mujer, Doña Ana de Aragón; aunque su construcción se realizaría años más tarde, entre los años 1558 y 1570 a expensas de la condesa de Niebla y regente de los estados de la Casa de Medina-Sidonia, Doña Leonor Manrique de Sotomayor y Zúñiga, que junto a su esposo, Don Juan Claros I Pérez de Guzmán, están enterrados en la Capilla Mayor del templo.

Para su construcción se elige un lugar en la zona baja de la ciudad, que desde principios de la Edad Moderna experimenta un fuerte desarrollo urbano; quedando por tanto fuera de los muros del viejo recinto medieval.

No existe unanimidad entre los historiadores sobre la autoría de las trazas de la iglesia, que algunos atribuyen a Hernán Ruiz II y otros a Francisco Rodríguez Cumplido. No obstante ambos arquitectos intervinieron activamente en la ejecución de las obras, además de otros grandes maestros como son Francisco Corona y Cristóbal de Rojas, este último arquitecto e ingeniero militar que por entonces se encargaba de los trabajos de defensa de la ciudad de Cádiz.