All'origine sede di un monastero del XV secolo, venne interamente distrutta dal terremoto del 1693, e la ricostruzione è da attribuire alla madre badessa delle suore cistercensi tra il 1695 ed il 1703, l'architetto Luciano Caracciolo ne diresse i lavori e dal quale è sorto anche il progetto.

La facciata, precedentemente sulla stretta via Picherali che conduce alla fonte Aretusa, e adesso rivolta verso la piazza, è a due ordini sovrapposti separati dalla trabeazione con balconata munita di ringhiera decorata in ferro battuto.

L'ordine inferiore è caratterizzato dalla presenza del portale barocco al centro, inquadrato da colonne tortili che ne sorreggono il frontone decorato con simboli del martirio della Santa, ai cui lati vi sono stemmi reali spagnoli. Lesene in stile pseudo-ionico, fanno parte dell'ordine inferiore del prospetto. Nell'ordine superiore sono presenti ancora lesene, più snelle e in stile pseudo-corinzio, ispirate allo stile rococò. La facciata raggiunge un'altezza complessiva di circa 25 m. Sulla sommità vi è un frastagliato fastigio con teste di putti e la croce, attualmente rimossa in quanto pericolante.

L'interno è a navata unica decorata da quattro altari barocchi del 1705, nella volta si trovano gli affreschi del 1783 che rappresentano il Trionfo di Santa Lucia. Il presbiterio ha la copertura con cupola sulla cima del tempio. Nell'abside, dietro l'altare maggiore, si trova la grande tela del "Seppellimento di S. Lucia" dipinta nel 1608 dal Caravaggio, nel suo soggiorno siracusano; il quadro, originariamente sull'altare della chiesa di Santa Lucia al Sepolcro, dopo una serie di importanti restauri, è stato prima esposto presso la galleria di palazzo Bellomo, per poi essere collocato nella chiesa di Santa Lucia alla Badia.