La construcción fue promovida por el notario Salvatore Baglio, quien en su testamento de 1849 destinó la considerable suma de 500 onzas para edificarla “en el barrio del Calvario, suficientemente poblado y especialmente por personas pobres que, mal vestidas, no pueden acudir a las iglesias centrales”. Sin embargo, pasaron varios años antes de que se colocara la primera piedra, debido a disputas judiciales. Finalmente fue abierta al culto en 1869 y dedicada a la Virgen Dolorosa, tal como había dispuesto el benefactor, que no llegó a verla terminada. No obstante, la tradición popular continuó llamándola con su antiguo título de Virgen de la Cadena.
La fachada fue reconstruida en la década de 1950 y presenta líneas arquitectónicas sencillas, con pilastras dobles y una moldura que separa la puerta de entrada de una ventana situada encima. Un campanario adosado al edificio llama a los fieles a la liturgia. El interior, de una sola nave, se caracteriza por una bóveda de cañón con una fuerte cornisa y decoraciones de estuco. Alberga dos frescos que representan "La Deposición" y "La Subida al Calvario", obras del artista sancataldense Salvatore Naro, realizadas en 1928. En el altar mayor destaca la estatua de la Virgen de la Cadena, realizada por el escultor de Agrigento Calogero Cardella (1834–1926). Del mismo autor es la obra que representa a San Luis Gonzaga, situada en la pared lateral izquierda.
También se conservan dos pinturas de Carmelo Giunta, pintor sancataldense que trabajó principalmente en Caltanissetta. Los dos retablos, firmados y fechados en 1869, representan "El Crucifijo con las almas del purgatorio" y "San Pascual Bailón". En la misma iglesia se conserva además una imagen de papel maché de la Virgen Dolorosa, utilizada hasta hace pocas décadas en la procesión del Viernes Santo.