La facciata attuale risale al 1891 e fu realizzata dall’ingegnere nisseno Pasquale Saetta. Si sviluppa su tre ordini in stile eclettico, ed è caratterizzata dall’uso di mattonelle in cemento con scaglie di marmo rosso cupo, probabilmente prodotte dai Fratelli Falzone, attivi in città dalla fine dell’Ottocento.
Il portale d’ingresso è affiancato da colonne binate con timpano triangolare, elemento che si ripete anche nei livelli superiori. Al secondo ordine si apre una finestra bifora, mentre al terzo si trova una nicchia con la statua di San Sebastiano. Un timpano curvo corona la facciata. Le sculture inserite nelle nicchie e sui cornicioni sono opere dello scultore Biangardi. La torre campanaria attuale, costruita sui resti di quella settecentesca, termina con una loggia poligonale.
L’interno della chiesa è a navata unica, con volta a botte lunettata, decorata con stucchi neoclassici e lesene ioniche. Sull’altare maggiore si trovano la statua di San Sebastiano, attribuita a Stefano Li Volsi, e un quadro della Madonna degli Agonizzanti, opera del pittore Tommaso Pollaci.
Durante i restauri del 2005, eseguiti dalla Soprintendenza di Caltanissetta, è stata scoperta una cripta dotata di colatoi “a sedile”, testimonianza dell’antico uso funerario della chiesa.