La chiesa fu edificata alla metà del XVII secolo, su progetto di Domenico Fontana, che sembra essersi ispirato alla chiesa romana di Sant'Andrea della Valle: analoga a questa è infatti la pianta a navata unica con cappelle, transetto e grande cupola all'incrocio. Dal 1730 al 1745 Domenico Antonio Vaccaro, uno tra i più geniali ed estrosi architetti napoletani del tempo, fu incaricato di completarla; a lui si devono anche la ridecorazione in stucchi dell'interno e il disegno del pulpito in marmo.

L'interno è forse una delle massime realizzazioni del barocco-rococò della zona a nord di Napoli. Le proporzioni ariose e magniloquenti dell'interno, già definite nel Seicento, si sposano armoniosamente con le vibranti decorazioni del Vaccaro che scandiscono le pareti, gli arconi delle cappelle, le finestre e le cornici. Nella navata unica, con cinque cappelle per lato, si segnala soprattutto il grande organo seicentesco, opera dell'intagliatore Fabrizio Cimino sulla destra di chi entra, il pavimento maiolicato ed il soffitto cassettonato che incornicia tele di Nicola Cacciapuoti, XVIII secolo. Notevole è anche il presbiterio, con la zona absidale recintata da una balaustra in marmi policromi, grandioso altare ed affreschi sempre del XVIII secolo.

A sinistra della navata, la Cappella del Tesoro di San Giuliano, finemente decorata, fu edificata nel 1631 in occasione dell'arrivo in città delle reliquie del santo da Sora, conservate in reliquiari d'argento.

Nella chiesa si segnala una tela raffigurante la Caduta di San Paolo, firmata e datata 1634, di Giuseppe Marullo (replica di un'altra conservata nella chiesa di San Paolo Maggiore a Napoli; si ricorda che Marullo a Giugliano studiò con un certo interesse la Presentazione della Vergine al tempio (1618), opera giovanile di Massimo Stanzione conservata nella chiesa dell'Annunziata).