Fu il notaio Salvatore Baglio a volere l’erezione della chiesa e nel suo testamento del 1849 dispose la cospicua cifra di 500 onze per costruirla "nel quartiere del Calvario bastantemente popolato e particolarmente di persone povere che malvestite non possono recarsi nelle chiese centrali”. Tuttavia, passarono diversi anni, a causa di controversie giudiziarie, prima che si posasse la prima pietra. Finalmente fu aperta al culto nel 1869 e dedicata alla Madonna Addolorata come era stato espresso dal committente che non la vide realizzata, benché la tradizione popolare continuò a denominarla con l'antica intitolazione della Madonna della Catena. La facciata è stata rifatta negli anni '50 e presenta lineamenti architettonici semplici con doppie lesene e un marcapiano che divide il portone d'ingresso da una finestra posta su di esso. Un campanile, appoggiato alla struttura, chiama i fedeli alla raccolta per la liturgia.
L’interno, ad un’unica navata, è caratterizzato da una volta a botte con una robusta trabeazione e canditi ornati in stucco, e custodisce due affreschi raffiguranti la Deposizione e La salita al Calvario, opere del sancataldese Salvatore Naro che li realizzò nel 1928. Sull'altare maggiore spicca la statua della Madonna della Catena realizzata dall'agrigentino Calogero Cardella (1834-1926). Dello stesso autore l’opera rappresentante San Luigi Gonzaga, sistemata nella parete laterale di sinistra. Si conservano anche due dipinti di Carmelo Giunta, pittore sancataldese che operò prevalentemente a Caltanissetta. Le due pale d'altare firmate e datate 1869 rappresentano il Crocifisso con anime purganti e San Pasquale di Baylon. Sempre nella stessa chiesa è custodito un simulacro in cartapesta dell'Addolorata, adoperato sino qualche decennio addietro per la processione del Venerdì Santo.