Le origini della chiesa risalgono al 1620, quando fu avviata la costruzione sul luogo di una preesistente cappella votiva dedicata alla Madonna della Grazia. Già nel 1630 la chiesa era completata e aperta al culto.
Nel 1623 i giurati della città concessero il terreno adiacente ai padri agostiniani per edificare un convento. L’atto di fondazione risale al 1624, e la costruzione iniziò due anni dopo, nel 1626. Secondo la tradizione, la prima pietra fu posata dal principe Luigi Guglielmo I Moncada, la cui famiglia favorì l’arrivo degli agostiniani a Caltanissetta.
Sebbene fosse situata fuori dalle mura cittadine, la chiesa divenne presto molto frequentata dal ceto borghese, come testimoniano le numerose sepolture illustri presenti al suo interno.
Con la soppressione degli ordini religiosi nel 1866, il convento venne confiscato e ampliato. Parte dell’edificio fu destinata a sede dell’istituto tecnico, parte a caserma della guardia doganale. Nel 1882 ospitò l’orfanotrofio Maddalena Calafato. Gli ampliamenti proseguirono nel Novecento, interessando anche il cimitero situato alle spalle della chiesa.
Tra il 2013 e il 2014 l’edificio ha subito un importante restauro che ha riportato alla luce elementi storici di pregio: lo scalone esterno, rimosso nel dopoguerra e sostituito da un ballatoio in cemento armato, è stato ricostruito, e gli stucchi interni sono stati recuperati.
Oggi la chiesa è completamente inglobata nel tessuto urbano, pur trovandosi ancora ai margini occidentali del centro storico, nella zona chiamata Canalicchio, lungo la vecchia strada per Palermo (attuale via Maddalena Calafato).
Il prospetto è sopraelevato rispetto alla strada e vi si accede tramite uno scalone esterno. L’interno presenta un’unica navata con altari laterali e una volta a botte decorata da ricchi stucchi risalenti al 1840.
L’altare maggiore custodisce un dipinto raffigurante la Madonna della Grazia, opera di Pietro Antonio Novelli, padre del più noto pittore Pietro Novelli.