La piccola chiesa, voluta dalla famiglia Orsini, fu edificata nel luogo dove sorgeva una piccola cappella chiamata Santa Maria del Sasso, della quale rimane un'immagine trecentesca della Madonna inglobata nella parete di fondo. La sua consacrazione risale al 1573.
La chiesa ha una struttura a pianta centrale con cappelle laterali e coro ed è coperta a falde con travi in vista, sostenute da eleganti mensoloni in  marmo; la facciata è incorniciata da due lesene che sorreggono un timpano triangolare. L'estrema semplicità delle forme architettoniche contrasta con la fastosità e la ricchezza della decorazione ad affresco, che si sviluppava per l'intera superficie interna e la cui realizzazione proseguì dopo la consacrazione della chiesa, forse fino al 1585.
Gli affreschi che decorano l'interno della chiesa, di scuola manierista romana, sono stati attribuiti ai fratelli Taddeo e Federico Zuccari o alla loro scuola. Gli Zuccari avevano già lavorato alla decorazione di alcune sale del castello Orsini intorno al 1560.
Gli affreschi delle due cappelle laterali rappresentano la "Strage degli Innocenti" (a sinistra) e l' "Assunzione della Vergine" (a destra).
La decorazione della cappella di destra fu probabilmente commissionata dalla famiglia Pagnotta, della quale è visibile lo stemma sopra l'arcone. Anche la cappella di sinistra fu commissionata da una famiglia locale, della quale è pure riportato lo stemma sopra la cappella, non ancora identificato.
La cappella dell'altare principale si presenta oggi piuttosto spoglia a seguito di un restauro che ha eliminato l'altare di fattura presumibilmente ottocentesca. Il restauro ha permesso il rinvenimento di una Madonna con Bambino databile al XV secolo, forse parte della cappella originaria.